R1DwuAMQHTaVK

How does the thermometer work?

Link to the lesson

Before you start you should know
  • that different substances change their volume under the influence of temperature;

  • that substances are present in three states of matter.

You will learn
  • explain how the liquid thermometer works;

  • properly read temperature;

  • describe the scale of Celsius.

Rj9v9NGH53P6S
Nagranie dźwiękowe abstraktu

How do we measure the temperature?

For „warm” we consider objects that are warmer than our skin, and for „cold” – cooler than it. Comparing the temperature of different objects to the warmth of our body is not very accurate. Therefore, to precisely determine the temperature, we use special devices – thermometersthermometerthermometers.
Thermometers should be constructed so that everyone will measure the temperature on the same scale – as in the case of mass, in different countries, we measure in kilograms. The most commonly used method of temperature measurement is to determine it according to CelsiuscelsiusCelsius, named after its creator, Anders Celsius. As zero degrees Celsius – which is written abbreviated as 0°C – the freezing point of the water was assumed. The boiling point of water is one hundred degrees Celsius (100°C). Between these points on the scale, after dividing it into 100 equal parts, the size of one degree Celsius is determined. Values lower than the water freezing temperature are called negativenegative temperaturenegative and have a minus before the number, e.g. -10°C. Higher values are called positivepositive temperaturepositive, we usually write them without any characters, but you can use the plus entry, eg +30°C.

RjcG6LzEI1JbB
Liquid thermometer
Source: Fornax, Krzysztof Jaworski, http://commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.
Termometr domowej roboty
Experiment 1

Understanding the operating principle of a liquid thermometer.

You will need
  • a small glass bottle, e.g. fruit juice

  • dark food coloring,

  • plasticine,

  • plastic drinking straw,

  • 2 bowls,

  • cold and hot water.

Instruction
  1. Fill the bottle with cold water, stain it with food dye.

  2. Place the straw vertically in the neck of the bottle and fasten with plasticine to the bottle. Make sure that the plasticine tightly closes the opening of the bottle.

  3. Fill the bowl with hot water and put the bottle in it. Watch it for a moment.

  4. Fill the other bowl with cold water and put the bottle in it. Watch it again.

Summary

After a few minutes the water in the bottle changes temperature. It increases volume due to thermal expansion. As a result, the water level in the straw rises as the liquid heats or falls when the water cools.

Application of thermometers

Different thermometers are used to measure the temperature of different substances. The air temperature is measured by a window thermometer. It is important to attach it in the shade. Exposing the thermometer to the full sun will cause it to heat up from its rays and the reading will not be accurate. Thermometers are also used in the kitchen – you can measure the temperature of the food being prepared, eg roasts in the oven. The temperature of the human body is measured with a medical thermometer, which shows a narrow temperature range. Researchers also use special thermometers to measure very high temperatures, e.g. +1200°C or low temperatures, e.g. -100°C.

Task 1

Before you watch the „Principle of Galileo's Thermometer” animation, write down the research question and the hypothesis. Make notes while watching the animation, and finally add conclusions.

RIj94JpyObFnf
Nagranie filmowe przedstawiające zasady funkcjonowania termometru Galileusza. Termometr wykorzystuje zależność gęstości cieczy od temperatury oraz prawo Archimedesa. Większość powszechnie występujących cieczy w temperaturze pokojowej wykazują spadek gęstości cieczy ze wzrostem temperatury. Oznacza to, że w zależności od temperatury dana ciecz będzie albo tonąć albo pływać wewnątrz termometru Galileusza. Na filmie widoczny jest przezroczysty, szklany zbiornik wypełniony cieczą. W zbiorniku znajduje się kilka pływaków. Wewnątrz każdego pływaka znajduje się inna ciecz oznaczona kolorami oraz etykietami. W wyższej temperaturze część z nich tonie, a w niższej temperaturze część pływa. Przy temperaturze 26 stopni Celsjusza wszystkie pływaki opadają na dno.
RvjwvQ4eQX7DL
Wybierz dowolne angielskie słówko ze słowniczka i zapytaj kolegę o jego znaczenie
RAx1YQtxMpMgm
Exercise 1
Opisz budowę termometru cieczowego.
Source: Fornax, Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.

Summary

  • A thermometer is used for precise temperature measurement.

  • The operation of liquid thermometers is based on the thermal expansion of objects.

  • The Celsius scale was created by dividing into 100 equal parts, called degrees, the interval between freezing and boiling water.

Keywords

temperature, thermometer, Celsius scale

R18f3nfmzeeum
Exercise 2
Ćwiczenie połącz w pary. Match the pairs: English words with Polish definition. Celsius Możliwe odpowiedzi: 1. przyrząd służący do precyzyjnego pomiaru temperatury, 2. temperatura poniżej punktu zamarzania wody, czyli poniżej 0°C, 3. temperatura powyżej punktu zamarzania wody, czyli powyżej 0°C, 4. skala pomiaru temperatury, w której 0°C odpowiada temperaturze zamarzania wody/topnienia lodu, a 100°C --- temperaturze wrzenia wody; odstęp pomiędzy tymi punktami jest podzielony na 100 równych części positive temperature Możliwe odpowiedzi: 1. przyrząd służący do precyzyjnego pomiaru temperatury, 2. temperatura poniżej punktu zamarzania wody, czyli poniżej 0°C, 3. temperatura powyżej punktu zamarzania wody, czyli powyżej 0°C, 4. skala pomiaru temperatury, w której 0°C odpowiada temperaturze zamarzania wody/topnienia lodu, a 100°C --- temperaturze wrzenia wody; odstęp pomiędzy tymi punktami jest podzielony na 100 równych części negative temperature Możliwe odpowiedzi: 1. przyrząd służący do precyzyjnego pomiaru temperatury, 2. temperatura poniżej punktu zamarzania wody, czyli poniżej 0°C, 3. temperatura powyżej punktu zamarzania wody, czyli powyżej 0°C, 4. skala pomiaru temperatury, w której 0°C odpowiada temperaturze zamarzania wody/topnienia lodu, a 100°C --- temperaturze wrzenia wody; odstęp pomiędzy tymi punktami jest podzielony na 100 równych części thermometer Możliwe odpowiedzi: 1. przyrząd służący do precyzyjnego pomiaru temperatury, 2. temperatura poniżej punktu zamarzania wody, czyli poniżej 0°C, 3. temperatura powyżej punktu zamarzania wody, czyli powyżej 0°C, 4. skala pomiaru temperatury, w której 0°C odpowiada temperaturze zamarzania wody/topnienia lodu, a 100°C --- temperaturze wrzenia wody; odstęp pomiędzy tymi punktami jest podzielony na 100 równych części

Glossary

Celsius
Celsius
RxgDyXLfKJ0zm
Nagranie dźwiękowe słówka

skala Celsjusza – skala pomiaru temperatury, w której 0°C odpowiada temperaturze zamarzania wody/topnienia lodu, a 100°C – temperaturze wrzenia wody; odstęp pomiędzy tymi punktami jest podzielony na 100 równych części

positive temperature
positive temperature
RwFyMSuwopZoX
Nagranie dźwiękowe słówka

temperatura dodatnia – temperatura powyżej punktu zamarzania wody, czyli powyżej 0°C

negative temperature
negative temperature
RepY16jFuwlof
Nagranie dźwiękowe słówka

temperatura ujemna – temperatura poniżej punktu zamarzania wody, czyli poniżej 0°C

thermometer
thermometer
R1HKWKzJsnK0V
Nagranie dźwiękowe słówka

termometr – przyrząd służący do precyzyjnego pomiaru temperatury