Загрузить PDF
Загрузить PDF
Создание термометра в домашних условиях потребует некоторого времени, но сама процедура довольно проста и понятна. Соберите термометр своими руками и проверьте его, убедившись, что он дает правильные показания. Если термометр работает как следует, откалибруйте его, прежде чем использовать для измерения температуры.
Шаги
-
Приготовьте измерительный раствор. Заполните измерительную емкость водой и медицинским спиртом в пропорции 1:1. Для цвета добавьте в раствор 4-8 капель пищевого красителя и осторожно перемешайте получившуюся смесь.
- Обратите внимание, что добавление пищевого красителя не изменяет реакцию раствора на колебания температуры. Краситель лишь способствует съему показаний прибора, облегчая наблюдение за столбиком жидкости в трубке термометра.
- Можно не добавлять спирт, используя лишь воду, но смесь равных долей воды и медицинского спирта быстрее реагирует на изменения температуры, чем вода.
- При определении необходимого объема раствора ориентируйтесь на объем используемой вами бутылки. Понадобится достаточно жидкости, чтобы целиком заполнить бутылку, плюс еще небольшое количество.
-
Залейте измерительный раствор в чистую бутылку. Заполните бутылку раствором до краев. В конце можно использовать пипетку, добавляя последние капли окрашенной жидкости до тех пор, пока она не заполнит бутылку по самые края.
- Можно использовать как стеклянную, так и пластиковую бутылку.
- Постарайтесь, чтобы раствор не перелился из бутылки наружу.
- Можно создать термометр и без заполнения бутылки измерительной жидкостью до самых краев. Однако при этом конструкция прибора должна быть такой, чтобы при расширении раствор поступал в измерительную трубку, а не заполнял пространство бутылки, оставшееся свободным. Тем не менее, заполнение бутылки до конца обеспечит более быструю реакцию жидкости на температурные изменения.
-
Вставьте в горлышко бутылки тонкую стеклянную либо пластиковую трубку и зафиксируйте ее. Делайте это осторожно и не спеша, чтобы жидкость не перелилась через края бутылки. Оставьте по меньшей мере 10 см (4 дюйма) трубки поверх бутылки, проследив при этом, чтобы нижний конец трубки не доставал до дна емкости. Закрепите трубку формовочной глиной, покрыв ею горлышко бутылки.
- Следует герметично запечатать глиной горлышко бутылки. При этом лучше всего, если в бутылке не останется воздуха, то есть она будет полностью заполнена жидкостью.
- Если у вас нет формовочной глины, используйте расплавленный воск или пластилин.
- Герметичная закупорка бутылки играет большую роль. Плотная крышка предотвращает вытекание раствора из бутылки при нагревании, в результате чего весь избыток расширившейся жидкости поступает в трубку.
-
Прикрепите к боковой поверхности трубки полоску белой плотной бумаги. Разместите бумагу с тыльной стороны трубки, прикрепив ее с помощью скотча.
- Бумажная полоска не обязательна, но она облегчит вам наблюдение за уровнем жидкости в трубке. Кроме того, если вы собираетесь затем калибровать свой термометр, чтобы точно измерять с его помощью температуру, вы сможете нанести на бумажную полоску метки, соответствующие определенным значениям температуры.
-
Долейте измерительный раствор в трубку. Осторожно добавьте несколько капель раствора сверху трубки при помощи пипетки. Добейтесь того, чтобы жидкость поднималась в трубке на высоту 5 см (2 дюйма) над горлышком бутылки.
- Добавив в трубку несколько капель раствора, вы облегчите наблюдение за его уровнем, когда он будет изменяться при повышении или понижении температуры.
-
Добавьте в трубку одну каплю растительного масла. Проделайте это со всей осторожностью при помощи пипетки. И помните -- всего лишь одну каплю.
- Растительное масло не смешается с раствором, оставшись на его поверхности в трубке.
- Добавление растительного масла предотвратит испарение измерительной смеси. В результате термометр прослужит намного дольше, выдавая точные результаты после калибровки.
-
Осмотрите изготовленный термометр. Собрав прибор, проверьте его несколько раз перед тем, как использовать для измерений, чтобы убедиться, что вы не допустили ошибок при его изготовлении.
- Ощупайте бутылку. Убедитесь, что из нее не вытекает жидкость.
- Осмотрите слой глины на горлышке бутылки и убедитесь, что он плотно запечатывает емкость.
- Проверьте трубку и прикрепленную к ней бумагу, удостоверившись, что они прочно закреплены и не сместятся во время эксплуатации термометра.
Реклама
-
Поместите термометр в емкость с ледяной водой. Наполните небольшую миску холодной водой и положите в нее немного льда. Подождите, пока вода охладится, затем осторожно поместите бутылку термометра в эту миску. Убедитесь, что уровень жидкости в трубке термометра хорошо виден.
- При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке термометра должен понизиться.
- Материя состоит из атомов и молекул, пребывающих в непрерывном движении. Энергия этого движения называется кинетической энергией. При понижении температуры движение частиц вещества замедляется, и их кинетическая энергия уменьшается.
- При использовании термометра температура, то есть кинетическая энергия частиц среды, передается частицам жидкости, используемой в приборе. Иными словами, измерительная жидкость термометра приобретает температуру окружающей среды, и в результате вы можете определить эту температуру.
- При охлаждении частицы измерительной жидкости замедляются, и расстояние между ними уменьшается. В результате раствор сжимается, и уровень жидкости в трубке термометра падает.
-
Поместите термометр в емкость с горячей водой. Наберите горячую воду из крана или подогрейте ее на плите, не доводя до кипения. Осторожно опустите термометр в горячую воду, наблюдая за уровнем жидкости в его трубке.
- Учтите, что следует подождать, пока жидкость в бутылке термометра прогреется до комнатной температуры после того, как вы вынули бутылку из ледяной воды. Не опускайте ее в горячую воду сразу после того, как достали из ледяной, поскольку при таком резком перепаде температур бутылка может треснуть, особенно если она стеклянная.
- При нагревании измерительной жидкости она поднимется вверх в трубке термометра.
- Как уже отмечалось, частицы материи при нагревании ускоряют свое движение. Когда высокая температура воды передается измерительному раствору, частицы последнего ускоряют свое движение, и среднее расстояние между ними увеличивается. Это приводит к расширению жидкости и поднятию ее уровня в трубке термометра.
-
Проверьте работу термометра в других средах. Испытайте его в средах с различной температурой. Проследите, как уровень измерительной жидкости в трубке падает при низких температурах и повышается при высоких.
- Отметьте, насколько изменяется уровень жидкости в трубке термометра при помещении его в холодную или горячую среду.
- Можно поместить термометр в холодильник, на освещенный солнечным светом подоконник, порог дома в теплый и холодный день, тенистое место в саду, погреб, гараж, на чердак дома.
Реклама
-
Возьмите стандартный термометр. Поместите сооруженный вами термометр в помещение и подождите, пока уровень жидкости в его трубке перестанет изменяться. Поднесите стандартный спиртовой термометр к трубке вашего самодельного термометра и сравните их показания.
- Калибровка самодельного термометра важна в том случае, если вы хотите измерять им действительную температуру, а не просто величину температурных изменений. Если вы не откалибруете и не проградуируете свой термометр, то по его показаниям не сможете определить температуру, а будете в состоянии лишь сказать, потеплело или похолодало.
-
Нанесите температурные метки. С помощью тонкого водостойкого маркера нанесите метки на бумажную полоску, прикрепленную к трубке термометра. Пометьте их соответствующими значениями температуры, определенными по стандартному термометру.
- При наблюдении за уровнем жидкости в трубке термометра отмечайте верхний уровень окрашенной жидкости, а не слоя растительного масла поверх нее.
-
Повторите измерения в средах с различной температурой. Проградуировав термометр, вновь поместите его в различные температурные условия. При каждом измерении температуры дождитесь, пока столбик жидкости не прекратит перемещаться в трубке. Отмечайте каждое измеренное значение на полоске бумаги, прикрепленной к трубке.
- Измерьте как можно больше различных температурных величин. Чем больше значений температуры вы нанесете на шкалу вашего термометра, тем точнее будут его показания при измерениях.
-
Определите при помощи откалиброванного термометра неизвестную температуру. После калибровки термометра и составления достаточно подробной температурной шкалы поместите прибор в относительно теплую либо холодную среду. Подождите, пока уровень жидкости перестанет расти или падать, и сравните его с отметкой на шкале. По шкале, нанесенной ранее, определите температуру среды, в которую вы поместили термометр.
- Для более тщательной юстировки самодельного термометра проверяйте его показания стандартным термометром.
- После того, как вы выполнили приведенные выше шаги, ваш самодельный термометр готов к использованию.
Реклама
Предупреждения
- Соблюдайте осторожность при обращении с медицинским спиртом. Не допускайте его попадания в глаза и не вдыхайте его пары.
Реклама
Что вам понадобится
- Водопроводная вода
- Медицинский спирт
- Пищевой краситель (любого цвета)
- Литровая измерительная емкость ИЛИ стакан объемом 600 мл
- Чистая стеклянная или пластиковая бутылка высотой 20-25 см (8-10 дюймов)
- Чистая стеклянная или пластиковая трубка длиной не менее 20 см (8 дюймов)
- Пипетка
- Растительное масло
- Формовочная глина, воск или пластилин
- Линейка
- Тонкий маркер
- Плотная белая бумага
- Скотч
- Миска с холодной водой
- Миска с горячей водой
- Стандартный термометр (для калибровки)
Реклама
