Teplota

Každý z nás je schopen říct, že je něco studené, teplé, horké. I miminka si po pár zkušenostech osvojí termíny jako pálí, studí. Ale schválně si zkuste odpovědět na otázku: „Co je to teplota?“.

Př.1.: Co je to teplota? Jak byste vysvětlili třeba mimozemšťanovi pojmy jako teplo/chlad/zima/horko/… nebo obecně teplota?

Je to celkem problém, že? A přitom taková prostá věc. To, že je nám něco jasné a chápeme to, neznamená, že to dokážeme dobře popsat a vysvětlit druhým… 

Ale zpět k teplotě. Ať je to, co je to, je to všude kolem nás a můžeme to měřit. K měření teploty se používá teploměr. A největší sranda je, že si ho můžeme snadno vyrobit.

Jak si vyrobit teploměr

Vyrobit teploměr je snadné. Do nějaké barevné tekutiny, nejlepé s alkoholem, strčíte slámku a utěsníte kolem hrdla plastelinou. Utěsnit se to musí ale opravdu dobře. Tak, aby přes hrdlo nepronikal vzduch. Slámka musí být ponořena do alkoholu, ale ne úplně na dně. A musí trčet nad plastelínou.

Tip 1: Na slámku si můžeš udělat čárky (třeba kouskem izolepy), pak budeš moci lépe pozorovat jak hladina v slámce stoupá a klesá.

Tip 2: Při utěsňování plasteliny ti kousek hladiny v slámce vystoupá (když zamáčkneš plastelinu dovnitř). Pokud dobře těsní, měla by hladina zůstat tam kde je a neklesat. Tak si jednoduše ověříte, že teploměr dobře těsní.

Máme-li teploměr dobře utěsněný, měli bychom vidět, jak hladina slámky stoupá, dáme-li teploměr do tepla a naopak klesá, když teploměr ochladíme. Teď v zimě se to dobře zkouší.

Pozor, hladina nestoupá rovnoměrně. Dáme-li teploměr z venku (-2 °C) dovnitř (+20°C), stoupne hladina ve slámce nejprve velmi rychle (pár desítek sekund). Pak to vypadá, že se teploměr zastavil, ale pomaličku stoupá dál. A tak se vám může stát, tak jako mě, že teploměr bez dozoru přeteče.

Př.2: Při testování teploměru v druhém videu došlo k zajímavému úkazu. Při schlazení teploměru ve sněhu klesala hladina ve slámce rychle. Ale když jsem teploměr vytáhla, teplota se zvedala velmi pomalu. Dokážeš přijít na to proč se tak teploměr choval?

Jak to funguje?

Vše kolem nás (kapaliny, vzduch i pevné věci) se rozpíná, když se to ohřívá. A stejně tak se to smršťuje, když se to ochladí. Tomuto jevu se říká teplotní roztažnost. A právě proto funguje teploměr.

Když vezmeme láhev a naplníme jí až po okraj někde, kde je chladno a pak ji přeneseme do tepla, tekutina uvnitř zvětší svůj objem a možná i trochu vyteče. Ale jsou to velmi malé rozdíly, kterých si normálně sotva všimneme. A proto potřebujeme nějakou úzkou trubičku (slámku), ve které půjdou dobře vidět i malé rozdíly objemu.

Některé látky se rozpínají více než jiné. O této vlastnosti vypovídá číslo β (teplotní koeficient objemové roztažnosti). Kombinujeme-li dva materiály s různým β může může to dělat problémy při změně teploty. Například máme-li zaplombovaný zub a plomba má jiné β, než sklovina našeho zubu, může nás to bolet při pojídání zmrzliny, nebo pití horkého čaje. Zub se scvrkne o trochu víc než plomba a my to pocítíme na vlastní zub 🙂

Př. 3.: Zkuste experimentovat a měnit náplň ve svém teploměru. Porovnejte například vodu, alkohol, olej, ocet, co vás napadne.