Как сделать термоскоп своими руками в школу

Обновлено: 06.07.2024

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.

Создание термометра в домашних условиях потребует некоторого времени, но сама процедура довольно проста и понятна. Соберите термометр своими руками и проверьте его, убедившись, что он дает правильные показания. Если термометр работает как следует, откалибруйте его, прежде чем использовать для измерения температуры.

Как сделать термоскоп. Термоскоп — прибор, служащий для опытов с лучистой энергией.

Простейший термоскоп может быть изготовлен в виде колбы ёмкостью 500 кв. см, поверхность которой надо закоптить в пламени керосиновой лампы. В пробку в горле колбы надо вставить трубку, согнутую в три колена. В колена трубки наливают подкрашенную воду. Для хорошей работы прибора следует все соединения залить воском или парафином. Сам опыт с термоскопом проводится так: вблизи его помешают какое-либо нагретое тело, например, утюг, и наблюдают перемещение жидкости в трубке прибора.

Бесплатное участие. Свидетельство СМИ сразу.
До 500 000 руб. ежемесячно и 10 документов.

На приборе, называемом термоскопом (рис. 9), вы сможете наблюдать передачу тепла излучением. Для такого прибора, кроме бутылки, пробки и стеклянной трубки, нужно иметь еще две жестяные полоски размером 25Х8 мм, вырезанные из консервной банки, и дощечку или фанерную длиною в 150 мм и шириною 30-35 мм. Стеклянную трубку изогните под прямым углом. Длина одного колена изогнутой трубки должна быть 50-60 мм, а второго — 180-200 мм. Как изгибать стеклянные трубки?ЛИ В этом вам может помочь вышеприведенная статья.Термоскоп своими руками

Термоскоп своими руками На приборе, называемом термоскопом (рис. 9), вы сможете наблюдать передачу тепла излучением. Для такого прибора, кроме бутылки, пробки и стеклянной трубки, нужно иметь еще две жестяные полоски размером 25Х8 мм, вырезанные из консервной банки, и дощечку или фанерную длиною в 150 мм и шириною 30-35 мм. Стеклянную трубку изогните под прямым углом. Длина одного колена изогнутой трубки должна быть 50-60 мм, а второго — 180-200 мм. Как изгибать стеклянные трубки?ЛИ В этом вам может помочь вышеприведенная статья.  Из дощечки сделайте шкалу: наклейте на дощечку полоску белой бумаги, вдоль которой через каждые полсантиметра нанесите поперечные линии (деления). Из жестяных полосок сделайте два хомутика, прикрепите ими шкалу к трубке. В пробке поделайте отверстие, в которое плотно вставьте трубку малым коленом, и закройте пробкой бутылку. Осуществить капитальный ремонт кровли крыш, не дорого  Показания прибора будет давать столбик подкрашенной жидкости воды), введенной в канал трубки. Жидкость в трубку вводите пипеткой через наружный конец трубки. Чтобы столбик прошел дальше, до середины шкалы, нужно сначала бутылку подогреть, хотя бы руками или в теплой воде, ввести в трубку две-три капли жидкости и затем охладить все до комнатной температуры. Для проведения опыта возьмите какой-нибудь массивный металлический предмет, например гирю в 2-5 кг или утюг, нагрейте его и поднесите к термоскопу на расстояние одного метра. Термоскоп ничего не покажет и вот почему. Всякий нагретый предмет испускает невидимые тепловые лучи. Эти лучи лучше всего поглощаются предметами черного цвета. Поэтому если закоптить бутылку, то термоскоп сразу же станет реагировать на тепловое излучение. Это легко обнаружить по столбику жидкости в трубке, который станет перемещаться. Перемещается столбик потому, что воздух в бутылке нагревается, в следовательно, от нагрева расширяется и давит на столбик. Зная это, вы, конечно, перед тем, как вколотить бутылку, вытащите из бутылки пробку с трубкой и шкалой, иначе нагретый воздух вытолкнет столбик жидкости наружу. Если у ввс будут зазоры между пробкой и бутылкой, то замажьте их пластилином.

Жылудың теориясының пайда болуы

Огромный класс физических явлений, которые мы наблюдаем постоянно в повседневной жизни, связан с теплотой. Сейчас мы считаем, что при нагревании тела происходит увеличение его внутренней энергии, при охлаждении – ее уменьшение. При контакте тел с разной температурой происходит теплообмен, в процессе которого более нагретое тело передает часть свой внутренней энергии менее нагретому телу. Но для того, чтобы сформулировалить сами понятия температуры и энергии потребовалось более двух столетий, вплоть до опытов Джоуля, исследовавшего взаимопревращение различных видов энергии, и открытия Броуном движения пыльцы в капле воды. Сначала же, для того чтобы исследовать теплоту, нужно было придумать прибор для ее измерения – термометр.

Уже в XVII веке термометры были широко распространены, Галилей поводил измерения температуры. Производились они термоскопом – прибором, в котором столбик воды в тонкой и длинной (около 50 см) запаянной трубке поднимался или опускался в зависимости от температуры так же, как и в современном термометре, а позже температуру измеряли прямыми аналогами нашего термометра. Как видно из рисунка, термоскопы измеряли давление и температуру одновременно, так что использовать их в качестве измерительного прибора было сложно, а вот уже термометры можно было градуировать, и Габриель Фаренгейт (1686–1736) ввел температурную шкалу, применяющуюся в наше время. Чуть позже, в 1730 г., появилась шкала Рене Реомюра (1683–1757). А шкала, предложенная в 1694 г. Карло Ренальдини, использующая как опорные точки температуры кипения и замерзания воды, утвердилась после предложения Цельсия (1701–1744) разбить отрезок между этими точками на 100 градусов.

Рис. 1. Схема термоскопа Галилея, термоскоп (отсутствует трубка) и термометры середины XVII века

Интервал температур, которые могли быть получены к середине XVIII века, был достаточно значителен – от точки замерзания ртути (–40 °C) до точки возгонки алмаза(около 4500 °C). Низкие температуры получались с помощью охлаждающих смесей, а высокие – интенсивным поддувом кислорода или фокусировкой солнечных лучей.

В 1777 г.Лавуазье и Лаплас, построив ледяной калориметр, определили удельные теплоемкости различных тел. Казалось бы, все основные положения газово-кинетическойтеории к концу XVIII века уже были созданы, все качественные эксперименты поведены, но были некоторые эксперименты, не позволяющие ни теории теплорода, ни кинетической теории окончательно утвердиться.

Эксперименты Джозефа Блэка (1728—1799)

Видеофрагмент 1. Скрытая теплота

Заметим, что постоянство температуры смеси лед–вода к этому времени уже использовалось в термометрах – ведь для калибровки точек отсчета (0 °C и 100 °C) нужно, чтобы смесь хорошо держала температуру.

Эксперименты Бенджамина Румфорда (1753–1814) и Гемфри Дэфи (1778–1829)

Объяснить это явление, используя теорию теплорода, было невозможно, поскольку не было тела с более высокой температурой, которое могло бы передать теплород сверлу. Но оппоненты предположили, что теплород выделяется из металла при образовании металлических стружек. Тогда Румфорд использовал тупое сверло, при котором образуется меньше стружек, следовательно, должно выделится меньше теплорода. Однако наблюдался противоположный эффект – температура еще больше повышалась. Из опытов Румфорд сделал заключение, что теплота может создаваться без ограничений, что теплота – это свойство самого вещества.

Следующий опыт Румфорд провел, поместив в вакуум два тела – нагретое и холодное. Из его теории следовало, что в вакууме, без контакта тел, передачи тепла не будет. К сожалению экспериментатора, холодное тело нагревалось, а теплое – охлаждалось. Объяснить этот опыт без привлечения теплорода казалось невозможным.

Еще один эксперимент Румфорда был бы решающим, если был доведен до конца. В стакан наливался концентрированный раствор соли, сверху аккуратно доливалась чистая вода. Существование границы соляной раствор–вода доказывалось тем, что на ней могла лежать капля гвоздичного масла – ее плотность больше плотности воды, но меньше плотности соляного раствора. Постепенно раствор соли проникал в воду – это было бы невозможно без движения молекул, ведь соль тяжелее воды. Если бы у этого эксперимента было продолжение – зависимость скорости диффузии от температуры, понятие температуры в значительной степени прояснилось бы.

Ученик Румфорда, английский ученый Гемфри Дэфи, продолжил его опыты, нагревая трением кусочки льда. Два куска льда он поместил их в сосуд, из которого был откачан воздух, и с помощью часового механизма растопил их.

Опыты Вильяма Гершеля (1738–1822)

Термометр является необходимым средством, при помощи которого многие измеряют температуру воздуха в доме, воды, а также тела. В продаже имеются различные модели приборов, различающиеся по внешнему виду, способу измерения (ртутные, инфракрасные, электронные), а также по стоимости.

Но при желании можно изготовить термометр из подручных материалов своими руками. Процесс потребует терпения и выдержки, также понадобится смекалка.

Виды термометров, которые можно сделать своими руками

Прибор, сделанный своими руками, прослужит более длительный период.

Но прежде чем приступать к изготовлению, стоит рассмотреть разновидности термометров:

жидкостные приборы, в них обычно находится жидкое вещество (спирт, ртуть);
устройства, работающие на механическом принципе, в них установлены спирали или ленты из металлических сплавов;
электронные термометры — реагируют на изменение температуры металла. При помощи данных приборов могут выполняться измерения в больших температурных диапазонах – от -200 до +850 градусов;
инфракрасные и другие оптические устройства, которые позволяют проводить измерения температуры тела и других поверхностей. Измерение при помощи данных приборов обычно выполняется бесконтактным способом;
манометры, пирометры, электротермические приборы.

Модель инфракрасного бесконтактного термометра

Изготовить самостоятельно можно различные виды термометров – жидкостные, с механическим принципом работы, имеющие металлические спирали или ленты, электронные или цифровые.

Самым простым вариантом будет изделие из картона, сделать его достаточно просто.

Электронные и цифровые устройства требуют опыта, знаний электроники. Для их изготовления могут применяться различные схемы, которые требуется правильно подсоединить. Такие устройства часто используются для морозильных камер.

Как сделать термометр

Прибор можно изготовить из подручных материалов, которые имеются дома.

Из пластиковой бутылки

Самодельный термометр из пластиковой бутылки делает просто, главное, подготовиться к процессу. Для начала необходимы материалы:

пластиковая бутылка высотой 20-25 сантиметров;
водопроводная вода;
медицинский спирт;
пищевой краситель;
измерительная емкость;
пипетка;
тонкая трубочка из стекла или пластика;
масло растительное;
пластилин или формовочная глина;
линейка;
маркер с тонким стержнем;
белая бумага с плотной структурой;
скотч;
холодная и горячая вода;
обычный термометр, который потребуется для калибровки.

Схема изготовления самодельного прибора выглядит так:

В емкость (пластиковую бутылку) следует налить воду и медицинский спирт в пропорциях 1:1.
Затем в раствор нужно добавить несколько капель пищевого красителя. Добавлять его следует при помощи пипетки.
Краситель требуется для легкого определения изменений температуры.
Важно, чтобы раствор заполнял бутылку до самых краев.
После этого в бутылку вставляется трубочка из пластика или стекла. Вставлять ее нужно осторожно, чтобы вода не выливалась.
Поднимите верхнюю часть трубочки над горлышком, чтобы она выступала примерно на 10 сантиметров, другой конец не должен доставать до дна бутылки.
Устанавливаем трубочку правильно и фиксируем при помощи формовочной глины или пластилина.
Закупорка должна быть плотной, чтобы из емкости не могла вытечь жидкость.
С боковой стороны к трубочке следует прикрепить полоску из белой плотной бумаги. Ее нужно разместить с тыльной стороны трубочки и прикрепить при помощи скотча.
Бумага требуется для облегчения контроля уровня жидкости в трубочке. Также в дальнейшем на нее можно будет нанести метки.
Измерительный раствор также нужно долить в трубочку, доливать его следует при помощи пипетки.
Важно добиться того, чтобы жидкость в трубке поднималась на высоту пяти сантиметров над горлышком бутылки.
Далее нужно в трубку добавить каплю растительного масла. Выполнять это нужно осторожно, лучше использовать пипетку.
Растительное масло предотвратит испарение измерительной жидкости и повысит срок службы самодельного термометра.

После полной сборки термометра, его необходимо проверить. Для этого его поочередно нужно опустить в миски с холодной и горячей водой. При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке должен снизиться, в горячую – повыситься. Если так и происходит, это значит, что прибор собран правильно.

Откалибровать изделие можно при помощи обычного термометра. Для этого его следует поднести к бумаге, слегка прислонить и при помощи маркера нанести метки. Калибровка поможет использовать самодельное устройство для измерения температуры воздуха или жидкости.

Сложный вариант – электронный термометр

Расшифровка показателей схемы

Если вы увлекаетесь техникой, то можно сделать электронный термометр. Но для него потребуется приобрести специальные детали. Для самостоятельного изготовления подойдет простой прибор, имеющий следующие показатели:

диапазон температур от 0 до 99 градусов Цельсия;
уровень входного питания 4,5-5В DC;
показатель тока потребления — 20 мА.

Плата электронного термометра (схема подключения соединений).

Чтобы сделать электронный прибор для измерения температуры, потребуется приобрести специальную плату. Если вы хотите чтобы показания были четкими и их можно было увидеть издалека, то лучше используйте большие и яркие светодиодные индикаторы. Правильное подключение и подсоединение внешних элементов к плате изображено на рисунке.

Плата с внешними элементами

Если термометр будет использоваться для измерения температуры на улице, его нужно вмонтировать в специальную коробочку с сетевым адаптером внутри квартиры. Сам датчик температуры подключается при помощи гибкого шлейфа.

Плата с гибким шлейфом

Преимущества и недостатки

К преимуществам самостоятельно изготовленного прибора можно отнести:

простое изготовление;
можно выполнить из дешевых подручных материалов, что экономически выгодно;
не требуется использовать агрессивные вещества. В качестве измерения может применять жидкость из воды и спирта;
легкое применение;
длительный срок службы.

Но есть несколько недостатков:

электронные варианты имеют сложную схему изготовления;
для изделий с электронным или цифровым устройством требуется приобретать специальные платы, схемы;
иногда изделия могут показывать неточные измерения.

Самодельные термометры являются прекрасным способом для того, чтобы сэкономить деньги на покупке нового прибора. Прибор, выполненный своими руками, прослужит намного дольше дешевых измерительных устройств.

Читайте также: