Исследовательская работа "ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР"

Исследовательская работа

ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР

                                                     Автор: Супиченко Александр, 1-А класс

                                                     Место выполнения: ГБОУ СОШ №10 "ОЦ ЛИК"

                                                     г.о. Отрадный Самарской области

                                                    Научный руководитель:

                                                    Лукьянова Елена Владимировна

                                                    2012г.

Содержание

1.Введение……………………………………………………..2

2.История изобретения термометра………………………..3

3. Основные виды современных термометров……………5

4.Создание электронного термометра фирмы «Икра»…..7

5. Мои исследования…………………………………………11

6.Заключение…………………………………………………12

7.Библиографический список………………………………13

                              1. Введение

До изобретения такого привычного  в нашей повседневной жизни измерительного прибора как термометр, о тепловом состоянии люди могли судить только по своим  ощущениям: тепло или прохладно, горячо или холодно.

 Ощущения тепла и прохлады, жары и холода присущи человеку и играют большую роль в его жизни. Однако понятие температура  — трудное и тонкое понятие. Измерять температуру, подобно тому, как измеряют длину, объём, массу, нельзя потому, что температуры не складываются.

Актуальность данной работы заключается в том, что изучение истории создания термометра и создание собственного термометра поможет глубже изучить и познать окружающий мир, свойства физических тел.

Цели исследовательской работы:

- расширить знания об окружающем мире;

- развить интерес к технике и изобретениям;

- создать свой собственный термометр.

Чтобы достичь поставленных целей, необходимо решить ряд задач:

- познакомиться с литературой по данной теме;

- организовать с родителями сбор необходимых комплектующих деталей;    

- провести ряд опытов и исследовательскую работу.

Объект исследования: приборы для измерения температуры.

Предмет исследования: электронный термометр.

Практическая значимость: собранный материал может быть использован на уроках окружающего мира в качестве наглядного материала при знакомстве с приборами измерения температуры.

2. История изобретения

Современный человек живет в окружении полезных и умных вещей. Но он подчас не представляет, сколько интересного могли бы рассказать о себе эти вещи, каким долгим, а нередко и трудным был их путь через толщу столетий.

Взять, к примеру, знакомый всем термометр. Он кажется нам извечным спутником человека, а на самом деле переступил он порог нашего дома не так уж и давно.

История измерения температуры началась, когда в 1592 году Галилео Галилей создал первый припор, назвав его термоскопом. Он представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной стеклянной трубкой. Шарик нагревали, а конец трубки опускали в воду. Когда шарик охлаждался, давление в нем уменьшалось, и вода в трубке под действием атмосферного давления поднималась на определенную высоту вверх. При потеплении уровень воды в трубке опускался вниз. Недостатком прибора было то, что по нему можно было судить только об относительной степени нагрева или охлаждения тела, так как шкалы у него еще не было.

В 1694 году Карло Ренальдини предложил принять в качестве двух крайних точек температуру таяния льда и температуру кипения воды.

В 1714 году Д. Г. Фаренгейт изготовил ртутный термометр. На шкале он обозначил три фиксированные точки: нижняя, 32 °F - температура замерзания солевого раствора, 96 ° - температура тела человека, верхняя 212 ° F - температура кипения воды. Термометром Фаренгейта пользовались в англоязычных странах вплоть до 70-х годов 20 века, а в США пользуются и до сих пор.

В 1742 году шведский ученый Андрес Цельсий предложил шкалу для ртутного термометра, в которой промежуток между крайними точками был разделен на 100 градусов. При этом сначала температура кипения воды была обозначена как 0 °, а температура таяния льда как 100 °. Однако в таком виде шкала оказалась не очень удобной, и позднее астрономом М. Штремером и ботаником К. Линнеем было принято решение поменять крайние точки местами. Так по шкале Цельсия были окончательно установлены обе постоянные точки, тающего льда и кипящей воды, температура таяния льда обозначена 0 С, а температура  кипения 100 С.

В начале 19 века английским ученым лордом Кельвином была предложена абсолютная термодинамическая шкала. Одновременно Кельвин обосновал понятие абсолютного нуля, обозначив им температуру, при которой прекращается тепловое движение молекул. По Цельсию это -273,15 °С.

Такова основная история возникновения термометра и термометрических шкал. На сегодняшний день используются термометры со шкалой Цельсия, Фаренгейта (в США), а также со шкалой Кельвина в научных исследованиях.

3. Основные виды современных термометров.

Сегодня существует множество устройств, применяемых в промышленности, в быту, в научных исследованиях – термометры расширения и лабораторное оборудование, термоэлектрические и термометры сопротивления, а также пирометрические термометры, позволяющие измерять температуру бесконтактным способом.

Существует несколько видов термометров:

• жидкостные
• механические
• электрические
• оптические
• газовые

Жидкостные термометры

основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

 Советский ртутный термометр

Механические термометры

Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла.

 Оконный механический термометр

Электрические термометры

Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

 Медицинский электрический термометр

Оптические термометры

Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров при изменении температуры. Например, инфракрасные измерители температуры тела.

4. Создание электронного термометра фирмы «Икра».

1. После поломки старой газовой колонки (водонагревателя) нам пришла идея создания электронного термометра.

2. Мы с папой разобрали водонагреватель и извлекли из корпуса электронный индикатор, который отображает температуру воды или воздуха:

3. Для измерения температуры воды или воздуха необходим датчик измерения температуры, который мы также извлекли из сломанного водонагревателя:

4. Следующим этапом было решение вопроса с электропитанием термометра. Решение было найдено! Разобрав старые игрушки, мы нашли аккумуляторную батарею с зарядным устройством:

5. Далее перед нами встала следующая задача: включение и выключение электронного термометра. Нам был нужен выключатель. На поиски выключателя пришлось привлечь всю нашу семью. И вот выключатель был найден!... у дедушки в шкафу с инструментами.

6. Необходимые провода были припаяны и включены в цепь электронного термометра:

7. Все составляющие элементы термометра были готовы, осталось найти корпус для компактного размещения всех его составляющих. Идея с банкой из под икры с железной крышкой показалась нам очень оригинальной!

8. Электронный термометр готов!!! Нашей всеобщей радости не было предела! Он измеряет температуру окружающего воздуха или воды.

5. Мои исследования.

Первые дни я из рук не выпускал наш новый прибор.

 Мы измеряли температуру  во всех комнатах нашей квартиры, а также возле окна и батареи, накрывали его одеялом, нагревали его руками и охлаждали на балконе, датчик термометра поливали горячей и холодной водой.

1. Результаты измерений температуры квартиры

Вывод:

Каждый раз результаты измерений были разные: мы узнали, что моя комната самая теплая в нашей квартире – температура в ней составила +27°, а самая холодная 1-ая спальня.

2. Измерив  температуру водопроводной воды зимой, мы узнали, что она  составляет всего +5°.
3. Далее нам пришла мысль сравнить показания, созданного нами электронного термометра и обыкновенного жидкостного термометра.

Мы провели несколько опытов и убедились, что показания обоих термометров полностью совпадают!

Вывод:

Таким образом, нам удалось установить, что наш электронный термометр очень быстро и точно измеряет температуру, он абсолютно безопасен и очень удобен в практическом применении.

4.  Нам захотелось узнать, чья квартира теплей бабушкина или наша.

Мы измерили температуру бабушкиной квартиры и сравнили с показаниями нашей квартиры.

Вывод:

Мы определили среднюю температуру наших квартир.

В среднем в бабушкиной квартире +24° градуса, а в нашей +26°.

 Можно  сделать вывод, что наша квартира квартира теплее.

Таким образом, нам удалось установить, что наш электронный термометр очень быстро и точно измеряет температуру, он абсолютно безопасен и очень удобен в практическом применении.

6. Заключение

Со времен Галилео Галилея прошло много времени, и за этот период градусник не раз совершенствовался и модернизировался.

Благодаря последним достижениям в областях физики удалось разработать новые подходы к измерению температуры.

В результате проделанной работы нам удалось познакомиться с историй изобретения термометра, а также создать свой собственный электронный термометр, который ежедневно используется в быту нашей семьей.

7. Библиографический список.

1. Детская энциклопедия, 1986.
2. Т.С. Сорокина «Эволюция термометра», 2005.
3. Интенет – ресурсы.