Бесплатная техническая библиотека

Десятитысячные доли градуса из бутылки. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

Современная научная аппаратура обладает огромной чувствительностью и работает с колоссальной точностью. Измерены массы отдельных элементарных частиц, размеры атомов и молекул. Термометры способны уловить разницу температур в тысячные доли градуса, а интерферометры - смещения величиной порядка поперечника атома. Все эти особо точные приборы чрезвычайно сложны и созданы с применением самых последних технических новинок.

Но можно построить исключительно чувствительный термометр из самых простых предметов: стеклянной бутылки, пустого стержня от шариковой ручки, линейки и куска пластилина.

(нажмите для увеличения)

Отрежьте от стержня пишущий узел, запустите в трубку капельку чернил и вставьте ее в горлышко бутылки, плотно облепив пластилином. Положите бутылку на бок, чтобы исключить действие силы тяжести на пузырек. Поместите рядом с ней линейку с миллиметровыми делениями. Прибор готов.

Некоторое время чернильный пузырек будет двигаться вправо или влево из-за того, что температура емкости меняется, приходя в тепловое равновесие с воздухом. Дождемся, чтобы он остановился, и заметим, у какого деления он оказался. Прикоснемся теперь пальцем к стенке бутылки. Воздух в ней нагреется, расширится, и пузырек в трубке сдвинется на несколько миллиметров. Оценим точность нашего прибора.

Зависимость изменения объема газа от температуры определяет формула, которую вывел французский физик и химик Жозеф Луи Гей-Люссак в 1802 году:

V_t=V(1 + B_tdt),

где V - начальный объем газа; V_t - объем, который он стал занимать при изменении температур на величину dt; B_t=1/273 град^-1 - коэффициент объемного расширения газа. Он показывает, что объем некоторой массы газа при нагревании увеличивается на 1/273 части того объема V₀, который эта масса занимала при 0°С. Но, поскольку мы проводим чисто качественный опыт, приводить объем газа V к величине V₀ смысла не имеет.

График уравнения Гей-Люссака - прямая линия в координатах: температура Т - объем V. При уменьшении температуры объем газа уменьшается и становится равным нулю при температуре -273,15°С. В действительности это невозможно - молекулы газа имеют объем, который конечно же никуда деться не может.

Из формулы Гей-Люссака следует, что

dt = (V_t - V)/VB_t = dV/VB_t.

Объем стеклянной бутылки V₀ = 750 см³ = 7,5*10³ мм³, внутренний диаметр трубки D = 1,5 мм, радиус r = 0,7 мм, площадь отверстия s ~ 1 мм². Будем считать, что положение пузырька можно определить с точностью до 1 мм и, следовательно, обнаружить изменение объема воздуха в емкости на 1 мм³. Подставив эти значения в приведенную выше формулу, получим dt = 1*273/7,5*10³ = 3,64*10^-4 градусов.

Это очень высокая точность. Но использовать такой прибор на практике, к сожалению, проблематично. Он будет с не меньшей чувствительностью реагировать на изменение атмосферного давления, охлаждение сквозняками и прочие посторонние воздействия.

Автор: С.Транковский

 Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ Как услышать Солнце

▪ Волшебная лампа

▪ Сейсмограф

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Селекция пшеницы привела к снижению ее устойчивости 02.01.2019 Продовольственная безопасность во многом определяется урожайностью основных сельхозкультур. Изменение климата ведет к изменениям погоды, и, как следствие, непостоянству урожая и цен на продукты, а значит, и их доступности. Неуверенность в том, что продукты питания будут по карману, вызывает волны миграции и политическую нестабильность. На сегодняшний день методы селекции позволяют обеспечить достаточный уровень урожайности пшеницы в текущих климатических условиях, но климат меняется и многие популярные сорта могут стать недостаточно урожайными. Хелена Кахилуото (Helena Kahiluoto) из Технологического университета Лаппеэнранта с коллегами из других европейских университетов проанализировали данные об урожайности пшеницы в девяти странах - Финляндии, Дании, Германии, Бельгии, Чехии, Франции, Словакии, Италии и Испании. Полный набор данных состоял из почти 11 тысяч чисел - количестве собранной с гектара пшеницы, которым были сопоставлены данные о температуре, влажности, времени и других параметрах. Ученые использовали данные о 991 сорте озимой и яровой пшеницы, пшеницы твердых сортов, которые были выращены в период с 1991 по 2014 годы, в 636 местностях девяти стран, а также данные о погоде в областях их выращивания в восьми странах. На первом этапе исследования ученые выбрали факторы изменения климата, которые оказывают наибольшее влияние на урожай (влажность, минимальные температуры в разные времена года, перепады температур). Затем они количественно оценили влияние климатических факторов на урожайность. Причиной плохой приспособленности растений к климатическим изменениям, по мнению ученых, является снижение генетического разнообразия. Селекция в пользу нескольких нужных характеристик культуры обедняет генофонд за счет исчезновения отсеянных аллелей. Генное разнообразие пшеницы начало снижаться после 1990-х годов. Исследователи связывают этот спад с увеличением количества мелких производителей пшеницы. Рост конкуренции заставил укоротить производственный цикл, не тратя время на технологические улучшения.

Другие интересные новости:

▪ Ученые сблизили одинаково заряженные частицы

▪ Бюджетный смартфон Nokia 2.3

▪ Беговая дорожка для стадионов с улучшенным покрытием и сенсорами

▪ Дешевый светящийся дозиметр

▪ Тонкие бюджетные источники питания на DIN-рейку от Mean Well

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Воскресение Лазаря. Крылатое выражение

▪ статья Что такое радуга? Подробный ответ

▪ статья Фимоз. Медицинская помощь

▪ статья Лак для кожи. Простые рецепты и советы

▪ статья Электризация нитки. Физический эксперимент

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026