Fizică • Căldură, lumină și electricitate • Temperatura și căldura
Temperatura: scara Celsius, Kelvin și Fahrenheit, termometre și dilatare
Ce este temperatura, cum funcționează termometrul, scările Celsius, Kelvin și Fahrenheit cu formulele de transformare și dilatarea corpurilor la încălzire.
Pe scurt
- Temperatura arată cât de cald sau de rece este un corp. Se măsoară cu termometrul.
- T (K) = t (°C) + 273,15. Zero absolut: 0 K = −273,15 °C.
- Corpurile se dilată când se încălzesc și se contractă când se răcesc.
Scările de temperatură
| Celsius (°C) | Kelvin (K) | Fahrenheit (°F) | |
|---|---|---|---|
| zero absolut | −273,15 | 0 | −459,67 |
| apa îngheață | 0 | 273,15 | 32 |
| corpul omenesc | 37 | 310,15 | 98,6 |
| apa fierbe (la presiune normală) | 100 | 373,15 | 212 |
T = t + 273,15 tF = 1,8 · t + 32
Kelvinul este unitatea SI. O diferență de 1 °C este egală cu o diferență de 1 K.
Termometrul
Termometrul cu lichid (alcool colorat sau, în trecut, mercur) funcționează pe baza dilatării: când se încălzește, lichidul se dilată și urcă în tubul subțire. Termometrele digitale folosesc senzori electrici.
Dilatarea
- șinele de cale ferată au mici spații între ele, ca să se poată dilata vara;
- firele electrice atârnă mai mult vara decât iarna;
- un borcan cu capacul blocat se deschide mai ușor dacă ții capacul sub apă caldă.
Excepția apei
Apa are densitatea maximă la 4 °C. Când îngheață, își mărește volumul: de aceea gheața plutește, iar sticlele pline cu apă crapă în congelator.
Exerciții
Alege răspunsul corect. După fiecare răspuns vezi explicația.
1. Cât înseamnă 25 °C în kelvini?
Explicație: T = 25 + 273,15 = 298,15 K.
2. La ce temperatură fierbe apa la presiune normală?
Explicație: Apa fierbe la 100 °C.
3. Cât înseamnă 100 °C în grade Fahrenheit?
Explicație: 1,8 · 100 + 32 = 212 °F.
4. Care este cea mai mică temperatură posibilă?
Explicație: Zero absolut: 0 K = −273,15 °C.
5. De ce au șinele de tren spații între ele?
Explicație: Vara metalul se dilată.
6. Ce se întâmplă cu volumul apei când îngheață?
Explicație: Apa se dilată la înghețare.