Як зробити термометр своїми руками

Створення термометра в домашніх умовах потребують деякого часу, але сама процедура досить проста і зрозуміла. Зберіть термометр своїми руками і перевірте його, переконавшись, що він дає правильні свідчення. Якщо термометр працює як слід, Вирівняйте його, перш ніж використовувати для вимірювання температури.

кроки

Частина 1 з 3:

створення термометра

1. Приготуйте вимірювальний розчин. Заповніть вимірювальну ємність водою і медичним спиртом в пропорції 1: 1. Для кольору додайте в розчин 4-8 крапель харчового барвника і обережно перемішайте суміш.

Зверніть увагу, що додавання харчового барвника не змінює реакцію розчину на коливання температури. Барвник лише сприяє зніманню показань приладу, полегшуючи спостереження за стовпчиком рідини в трубці термометра.
Можна не додавати спирт, використовуючи лише воду, але суміш рівних часток води і медичного спирту швидше реагує на зміни температури, ніж вода.
При визначенні необхідного обсягу розчину орієнтуйтеся на обсяг використовуваної вами пляшки. Знадобиться досить рідини, щоб цілком заповнити пляшку, плюс ще невелика кількість.

2. Залийте вимірювальний розчин в чисту пляшку. Заповніть пляшку розчином до країв. В кінці можна використовувати піпетку, додаючи останні краплі пофарбованої рідини до тих пір, поки вона не заповнить пляшку по самі вінця.

Можна використовувати як скляну, так і пластикову пляшку.

Постарайтеся, щоб розчин не перелився з пляшки назовні.

Можна створити термометр і без заповнення пляшки вимірювальної рідиною по самі вінця. Однак при цьому конструкція приладу повинна бути такою, щоб при розширенні розчин надходив в вимірювальну трубку, а не заповнював простір пляшки, яке стало вільним. Проте, заповнення пляшки до кінця забезпечить більш швидку реакцію рідини на температурні зміни.

3. Вставте в шийку пляшки тонку скляну або пластикову трубку і зафіксуйте її. Робіть це обережно і не поспішаючи, щоб рідина не перелилася через краю пляшки. Залиште щонайменше 10 см (4 дюйма) трубки поверх пляшки, простеживши при цьому, щоб нижній кінець трубки не діставав до дна ємності. Закріпіть трубку формувальної глиною, покривши нею шийку пляшки.

Слід герметично запечатати глиною горлечко пляшки. При цьому найкраще, якщо в пляшці не залишиться повітря, тобто вона буде повністю заповнена рідиною.

Якщо у вас немає формувальної глини, використовуйте розплавлений віск або пластилін.

Герметична закупорка пляшки грає велику роль. Щільна кришка запобігає витікання розчину з пляшки при нагріванні, в результаті чого весь надлишок расширившейся рідини надходить в трубку.

4. Прикріпіть до бічної поверхні трубки смужку білої щільного паперу. Додайте папір з тильного боку трубки, прикріпивши її за допомогою скотча.

Паперова смужка не обов`язкова, але вона полегшить вам спостереження за рівнем рідини в трубці. Крім того, якщо ви збираєтеся потім калібрувати свій термометр, щоб точно вимірювати з його допомогою температуру, ви зможете нанести на паперову смужку мітки, що відповідають певним значенням температури.

5. Долийте вимірювальний розчин в трубку. Обережно додайте кілька крапель розчину зверху трубки за допомогою піпетки. Досягніть того, щоб рідина піднімалася в трубці на висоту 5 см (2 дюйми) над шийкою пляшки.

Додавши в трубку кілька крапель розчину, ви полегшите спостереження за його рівнем, коли він буде змінюватися при підвищенні або зниженні температури.

6. Додайте в трубку одну краплю олії. Проробіть це з усією обережністю за допомогою піпетки. І пам`ятайте - всього лише одну краплю.

Рослинна масло не змішається з розчином, залишившись на його поверхні в трубці.

Додавання рослинного масла запобіжить випаровування вимірювальної суміші. В результаті термометр прослужить набагато довше, видаючи точні результати після калібрування.

7. Огляньте виготовлений термометр. Зібравши прилад, перевірте його кілька разів перед тим, як використовувати для вимірювань, щоб переконатися, що ви не допустили помилок при його виготовленні.

обмацайте пляшку. Переконайтеся, що з неї не випливає рідина.

Огляньте шар глини на шийці пляшки і переконайтеся, що він щільно запечатує ємність.

Перевірте трубку і прикріплену до неї папір, упевнившись, що вони міцно закріплені і не змістяться під час експлуатації термометра.

Частина 2 з 3:

випробування термометра

1. Помістіть термометр в ємність з крижаною водою. Наповніть невелику миску холодної водою і покладіть в неї трохи льоду. Зачекайте, поки вода охолоне, потім обережно покладіть пляшку термометра в цю миску. Переконайтеся, що рівень рідини в трубці термометра добре видно.

При приміщенні в холодну воду рівень рідини в трубці термометра повинен знизитися.
Матерія складається з атомів і молекул, які перебувають в безперервному русі. Енергія цього руху називається кінетичної енергією. При зниженні температури рух частинок речовини сповільнюється, і їх кінетична енергія зменшується.
При використанні термометра температура, тобто кінетична енергія частинок середовища, передається частинкам рідини, використовуваної в приладі. Іншими словами, вимірювальна рідина термометра набуває температуру навколишнього середовища, і в результаті ви можете визначити цю температуру.
При охолодженні частки вимірюваній рідині сповільнюються, і відстань між ними зменшується. В результаті розчин стискається, і рівень рідини в трубці термометра падає.

2. Помістіть термометр в ємність з гарячою водою. Наберіть гарячу воду з крана або підігрійте її на плиті, не доводячи до кипіння. Обережно опустіть термометр в гарячу воду, спостерігаючи за рівнем рідини в його трубці.

Врахуйте, що слід почекати, поки рідина в пляшці термометра прогріється до кімнатної температури після того, як ви вийняли пляшку з крижаної води. Не опускайте її в гарячу воду відразу після того, як дістали з крижаної, оскільки при такому різкому перепаді температур пляшка може тріснути, особливо якщо вона скляна.

При нагріванні вимірюваній рідині вона підніметься вгору в трубці термометра.

Як уже зазначалося, частинки матерії при нагріванні прискорюють свій рух. Коли висока температура води передається вимірювального розчину, частки останнього прискорюють свій рух, і середня відстань між ними збільшується. Це призводить до розширення рідини і підняття її рівня в трубці термометра.

3. Перевірте роботу термометра в інших середовищах. Випробуйте його в середовищах з різною температурою. Прослідкуйте, як рівень вимірюваній рідині в трубці падає при низьких температурах і підвищується при високих.

Відзначте, наскільки змінюється рівень рідини в трубці термометра при приміщенні його в холодну або гарячу середу.

Можна помістити термометр в холодильник, на освітлений сонячним світлом підвіконня, поріг будинку в теплий і холодний день, тінисте місце в саду, льох, гараж, на горище будинку.

Частина 3 з 3:

калібрування термометра

1. Візьміть стандартний термометр. Помістіть споруджений вами термометр в приміщення і почекайте, поки рівень рідини в його трубці припинить рухатися. Піднесіть стандартний спиртовий термометр до трубки вашого саморобного термометра і порівняйте їх показання.

Калібрування саморобного термометра важлива в тому випадку, якщо ви хочете вимірювати їм дійсну температуру, а не просто величину температурних змін. Якщо ви не откалібруете і не проградуіруете свій термометр, то за його свідченнями не зможете визначити температуру, а будете в змозі лише сказати, потепліло або похолодало.

2. Нанесіть температурні мітки. За допомогою тонкого водостійкого маркера нанесіть мітки на паперову смужку, прикріплену до трубки термометра. Позначте їх відповідними значеннями температури, визначеними за стандартним термометру.

При спостереженні за рівнем рідини в трубці термометра відзначайте верхній рівень забарвленої рідини, а не шару рослинного масла поверх неї.

3. Повторіть вимірювання в середовищах з різною температурою. Проградуювати термометр, знову помістіть його в різні температурні умови. При кожному вимірі температури дочекайтеся, поки стовпчик рідини не припинить переміщатися в трубці. Відзначайте кожне виміряне значення на смужці паперу, прикріпленою до трубки.

Виміряйте якомога більше різних температурних величин. Чим більше значень температури ви завдасте на шкалу вашого термометра, тим точніше будуть його свідчення при вимірах.

4. Визначте за допомогою відкаліброваного термометра невідому температуру. Після калібрування термометра і складання досить докладної температурної шкали помістіть прилад у відносно теплу або холодну середу. Зачекайте, поки рівень рідини перестане рости або падати, і порівняйте його з відміткою на шкалі. За шкалою, нанесеною раніше, визначте температуру середовища, в яку ви помістили термометр.

Для більш ретельної юстування саморобного термометра перевіряйте його свідчення стандартним термометром.

Після того, як ви виконали наведені вище кроки, ваш саморобний термометр готовий до використання.