Физика • 8 класс § 4

§ 4. Температура

Учебник: Физика. 8 класс (И. М. Перышкин, А. И. Иванов). Программа ФГОС.
К разделам:

Термины и понятия параграфа 7

Термин Физика • 8 класс § 4

Температура

физическая величина, характеризующая степень нагретости тела, а с точки зрения МКТ — меру средней кинетической энергии хаотического поступательного теплового движения молекул вещества.

  • Температура характеризует тело в целом (огромную совокупность частиц), а не отдельную молекулу.
Термин Физика • 8 класс § 4

Тепловые явления

физические явления, важной характеристикой которых является температура (нагревание и охлаждение тел, плавление, кипение, испарение, тепловое расширение).

Термин Физика • 8 класс § 4

Тепловое равновесие

состояние изолированной системы тел, приведенных в тепловой контакт, при котором прекращается самопроизвольный теплообмен и температуры всех тел системы выравниваются.

  • На наступлении теплового равновесия основана любая процедура измерения температуры.
Термин Физика • 8 класс § 4

Жидкостный термометр

измерительный прибор, принцип действия которого основан на тепловом расширении термометрической жидкости (ртути или подкрашенного спирта) при нагревании.

Термин Физика • 8 класс § 4

Максимальный термометр (медицинский)

термометр со специальным сужением капилляра у резервуара; при охлаждении столбик жидкости разрывается в сужении, фиксируя максимальную достигнутую температуру тела.

Термин Физика • 8 класс § 4

Температурные шкалы

  • Шкала Цельсия (Андерс Цельсий, 1742 г.) — шкала с двумя реперными точками при нормальном атмосферном давлении: 0 °C (таяние льда) и 100 °C (кипение чистой воды).
  • Шкала Кельвина (Уильям Томсон, лорд Кельвин, 1848 г.) — абсолютная термодинамическая шкала, начинающаяся от абсолютного нуля. Единица измерения — кельвин (К).
  • Связь шкал: T = t + 273 (точнее: T = t + 273,15). Один кельвин равен одному градусу Цельсия по величине температурного интервала: ΔT = Δt.
Термин Физика • 8 класс § 4

Абсолютный нуль температуры (−273,15 °C = 0 К)

предельно низкая теоретически возможная температура, при которой прекращается поступательное тепловое движение молекул вещества и давление идеального газа обращается в ноль.

Исторические личности параграфа 2

Личность Физика • 8 класс § 4
Андерс Цельсий (1701–1744)

Андерс Цельсий (1701–1744)

Шведский астроном, физик и геолог, предложивший в 1742 году универсальную стоградусную температурную шкалу с опорными точками таяния льда и кипения воды.

  • Разработал шкалу термометра, разделяющую интервал между точками таяния льда и кипения воды при нормальном давлении на 100 делений.
  • В первоначальном варианте шкалы принял за ноль градусов температуру кипения воды, а за сто градусов — температуру замерзания льда.
  • Его температурная шкала стала общепринятым международным стандартом в повседневной жизни, метеорологии и прикладных измерениях.
Личность Физика • 8 класс § 4
Уильям Томсон (1824–1907)

Уильям Томсон (1824–1907)

Британский физик, механик и математик, один из основоположников термодинамики (лорд Кельвин), создавший фундаментальную абсолютную шкалу температур.

  • Предложил термодинамическую шкалу температур (шкалу Кельвина), начинающуюся от абсолютного нуля и широко используемую в современной науке.
  • Определил абсолютный нуль (−273,15 °C) как предельно минимальную температуру, при которой прекращается тепловое хаотическое движение молекул.
  • Установил, что цена одного деления шкалы Кельвина в точности равна одному градусу Цельсия, связав обе шкалы соотношением T = t + 273.

Ответы на вопросы учебника 8

Вопрос учебника #1 Физика • 8 класс § 4

Приведите примеры тепловых явлений.

Примерами тепловых явлений служат: нагревание чайника на плите, остывание горячего чая в чашке, таяние весеннего снега и льда, испарение луж после дождя, замерзание воды в морозильнике, выпадение утренней росы или инея, а также тепловое расширение тел (удлинение железнодорожных рельсов в жаркий летний день).

Вопрос учебника #2 Физика • 8 класс § 4

Что такое тепловое равновесие?

Тепловым равновесием называют такое термодинамическое состояние системы контактирующих между собой тел, при котором прекращается самопроизвольный перенос энергии (теплообмен) между телами и температуры всех взаимодействующих тел становятся одинаковыми.

Вопрос учебника #3 Физика • 8 класс § 4

Почему обычный термометр, в отличие от максимального, нельзя вынимать из среды, температуру которой измеряют?

Обычный жидкостный термометр мгновенно вступает в теплообмен с окружающей воздушной средой. Как только его вынимают из измеряемой среды, уровень жидкости начинает немедленно изменяться (подниматься или опускаться) в сторону температуры воздуха в комнате, искажая результат. Максимальный (медицинский) термометр имеет сужение капилляра у основания резервуара: при охлаждении столбик ртути разрывается в узком месте и не может самостоятельно опуститься обратно в резервуар, сохраняя максимальное зафиксированное значение температуры до принудительного встряхивания.

Вопрос учебника #4 Физика • 8 класс § 4

Чем отличается тепловое движение от механического?

Тепловое движение отличается следующими признаками:

  • Масштаб и характер: механическое движение — это упорядоченное перемещение макроскопического тела или его видимых частей как единого целого в пространстве по определённой траектории. Тепловое движение — это непрерывное, хаотическое (беспорядочное) движение огромного числа микроскопических частиц (молекул и атомов), слагающих вещество.
  • Траектории: частицы совершают хаотические зигзагообразные перемещения из-за постоянных соударений; траектория отдельной молекулы непредсказуема.
  • Неуничтожимость: в изолированной системе механическое движение тела из-за трения может полностью прекратиться (превратившись во внутреннюю тепловую энергию), тогда как тепловое движение частиц не прекращается никогда (вплоть до абсолютного нуля).
Вопрос учебника #5 Физика • 8 класс § 4

Что характеризует температура? Каковы её единицы?

Температура — физическая величина, характеризующая степень нагретости тела, а в молекулярно-кинетической теории — меру средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул вещества. Единицы температуры: в Международной системе единиц (СИ) — кельвин (К); на практике также широко применяется градус Цельсия (°C).

Вопрос учебника #6 Физика • 8 класс § 4

Как связана температура тела со скоростью теплового движения его молекул? Какие явления это доказывают?

Связь прямая: чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия и средняя скорость хаотического движения его молекул, и наоборот.

  • Доказывающие явления: явление диффузии протекает значительно быстрее в горячей воде или нагретом воздухе, чем в холодных (растворение сахара или чая в кипятке); интенсивность броуновского движения микрочастиц резко возрастает при подогреве жидкости; давление газа в замкнутом сосуде увеличивается при нагревании за счёт более частых и мощных ударов быстро движущихся молекул о стенки.
Вопрос учебника #7 Физика • 8 класс § 4

Что такое абсолютный нуль температуры?

Абсолютный нуль температуры (0 К, или −273,15 °C) — предельная теоретически минимально возможная температура во Вселенной, при которой средняя кинетическая энергия поступательного хаотического движения молекул обращается в нуль (тепловое движение молекул полностью прекращается, а давление идеального газа при постоянном объёме становится равным нулю).

Вопрос учебника #8 Физика • 8 класс § 4

Каким соотношением выражается связь температур по шкале Кельвина и шкале Цельсия?

Связь между абсолютной температурой T (в кельвинах, К) и температурой t по шкале Цельсия (в °C) выражается соотношением:

T = t + 273 (или строго T = t + 273,15).

Соответственно, температура по шкале Цельсия находится как t = T − 273.