Digitální učební materiál Autor: Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast: Termika Téma: Měření teploty – teplotní stupnice, jednotky teploty Ročník: 2. Datum vytvoření: září 2013 Název: VY_32_INOVACE_08.2.01.FYZ Anotace: Úvod do termometrie. Zavedení veličiny teplota, Celsiova a Termodynamická teplotní stupnice, jednotky teploty. Metodický pokyn: Prezentace je primárně určena ke zkvalitnění výuky v hodinách fyziky, ale může být využita i k samostudiu nebo pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověří u žáků pochopení probíraného učiva. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků (PC a dataprojektoru).

Teplotní stupnice, jednotky teploty Měření teploty Teplotní stupnice, jednotky teploty

Teplota Fyzikální veličina, která charakterizuje stav tělesa při tepelném ději; Je mírou pohybu molekul, atomů a jejich částí; Jednotkou teploty je Kelvin (K)  Termodynamická teplota T; nebo častěji Celsiův stupeň (°C)  Celsiova teplota t; Teplota se měří teploměrem.

Celsiova teplotní stupnice Teploměr s Celsiovou teplotní stupnicí měří Celsiovu teplotu t; °C ---- 100  Bod varu vody za normálního tlaku; ---- 0  Bod tání ledu za normálního tlaku; Normální atmosférický tlak pn=101,325 kPa - bod varu vody 100°C; Vyšší tlak - Papinův hrnec (200 kPa) - bod varu vody 120°C; Nižší tlak – Mount Everest (26,4 kPa) - bod varu vody 69 °C; Stupnice je mezi těmito body rozdělena na sto stejných dílků; Jeden dílek odpovídá teplotnímu rozdílu jednoho Celsiova stupně; Celsiova teplota nabývá kladných i záporných hodnot.

Termodynamická teplotní stupnice Teploměr s termodynamickou teplotní stupnicí měří termodynamickou teplotu T; K ---- 273, 16  Trojný bod vody; ---- 0  Absolutní nula; Základní teplotní stupnice nezávislá na volbě teploměrné látky; Absolutní nula – nejnižší možná hodnota teploty; Třetí termodynamický zákon: Je možné se k teplotě 0 K přiblížit, ale nelze ji přesně dosáhnout. Jeden kelvin je 273,16 díl termodynamické teploty trojného bodu vody; Termodynamická teplota nenabývá záporných hodnot.

a termodynamické teplotní stupnice Porovnání Celsiovy a termodynamické teplotní stupnice T – termodynamická teplota t – Celsiova teplota 0 °C = 273,15 K 100 °C = ? K T = (100 + 273,15) K 100 °C = 373,15 K

a termodynamické teplotní stupnice Porovnání Celsiovy a termodynamické teplotní stupnice T – termodynamická teplota t – Celsiova teplota 0 K = ? °C t = (0 – 273,15) °C 0 K = -273,15 °C

a termodynamické teplotní stupnice Porovnání Celsiovy a termodynamické teplotní stupnice Doplňte chybějící hodnoty: t °C -40 32 95 T K 74 200 310 -199 -73 37 233 305 368 T – termodynamická teplota t – Celsiova teplota

Shrnutí nejdůležitějších poznatků Fyzikální veličina teplota charakterizuje stav tělesa při tepelném ději; Teplota se měří teploměrem; Teploměr s Celsiovou teplotní stupnicí měří Celsiovu teplotu t ve stupních Celsia (°C); Teploměr s termodynamickou teplotní stupnicí měří termodynamickou teplotu T v Kelvinech (K); Kelvin (K) je základní jednotkou soustavy SI.

Otázky a úkoly Popište Celsiovu teplotní stupnici. Jakých hodnot může nabývat Celsiova teplota? Důležitými body na Celsiově teplotní stupnici jsou bod tání ledu (0 °C) a bod varu vody (100 °C) za normálního tlaku. Jeden dílek odpovídá jednomu Celsiovu stupni. Celsiova teplota nabývá kladných i záporných hodnot. V tlakové nádobě jaderného reaktoru má voda teplotu až 320°C a přesto ještě nevře. Jak je to možné? V reaktoru je vysoký tlak, přibližně 15 MPa (150 atm). V jakých jednotkách se měří termodynamická teplota? Termodynamická teplota se měří v Kelvinech (K).

Otázky a úkoly Co je to absolutní nula? V čem spočívá její význam? Absolutní nula (0 K) je nejnižší možná hodnota teploty. Popište termodynamickou teplotní stupnici. Jakých hodnot může nabývat termodynamická teplota? Důležitými body termodynamické teplotní stupnice jsou absolutní nula (0 K) a trojný bod vody (273,16 K). Jeden dílek odpovídá jednomu stupni Kelvina. Termodynamická teplota nabývá pouze kladných hodnot. Znáte ještě jiné teplotní stupnice? Kde se používají? Například Fahrenheitova teplotní stupnice používaná ve Spojených státech amerických.

Použité zdroje LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice pro střední školy. ISBN 80-7196-184-1. BEDNAŘÍK, Milan, KUNZOVÁ, Vlasta, SVOBODA, Emanuel. Fyzika II pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: SPN, 1986, 216 s. Učebnice pro střední školy. Kolektiv. KDY VLASTNĚ VŘE VODA ?  online. cit. 2013-08-20. Dostupný na WWW: http://www.cez.cz/edee/content/file/static/encyklopedie/pokusy/pokus 19.html Autorem obrázků, pokud není uvedeno jinak, je autor výukového materiálu.