فيديو السؤال: قراءة درجة الحرارة من الترمومتر الفيزياء

‏نسخة الفيديو النصية

وضع ترمومتر في وعاء يحتوي على خليط من عصير الفاكهة والسكر سخن ليتحول إلى مربى. سخن الخليط إلى درجة حرارة أعلى من 100 درجة سلزية. الترمومتر موضح في الشكل الآتي. ما درجة الحرارة المقيسة على الترمومتر؟ (أ) 100 درجة سلزية، (ب) 104 درجات سلزية، (ج) 105 درجات سلزية، (د) 110 درجات سلزية، (هـ) لا يمكن الحصول على قراءة مضبوطة من الترمومتر.

لدينا هنا صورة لترمومتر وضع في وعاء يحتوي على خليط سخن إلى درجة حرارة أعلى من 100 درجة سلزية. يمكننا تذكر أن الترمومتر هو جهاز يمكن استخدامه لقياس درجة الحرارة. في الجزء السفلي من الترمومتر، نلاحظ خزانًا أو مستودعًا مملوءًا بمادة حمراء. هذه المادة الحمراء تمتد أيضًا لأعلى ساق الترمومتر المدرجة. هذه المادة هي الزئبق، وهو سائل يتمدد بفعل ارتفاع درجة حرارته.

يتمدد الزئبق بارتفاع درجة الحرارة بطريقة معروفة ويمكن التنبؤ بها، وهو ما يعني أنه بناء على درجة حرارة هذا المستودع، يتمدد الزئبق الموجود فيه بمقدار معين. ومن ثم، يصل إلى ارتفاع معين على ساق الترمومتر المدرجة. نتيجة لذلك، يشير ارتفاع الزئبق في الترمومتر إلى درجة الحرارة. يطلب منا السؤال معرفة درجة الحرارة المقيسة على الترمومتر. لمعرفة درجة الحرارة المقيسة، نحتاج إلى قيمة معينة ووحدة أيضًا. إذا نظرنا إلى الجزء العلوي من هذا الترمومتر، فسنلاحظ أنه كتب عليه (درجات C). وهذا يخبرنا بأن هذا الترمومتر يقيس درجة الحرارة بالدرجات السلزية.

يكون التدريج نفسه موضحًا هنا على الجانب الأيمن من الترمومتر. نلاحظ أن هذه العلامات الكبرى المرقمة تكون على فترات مقدارها خمس درجات سلزية. بين كل من هذه العلامات الكبرى، يمكننا ملاحظة وجود أربع علامات صغرى. يمكننا ملاحظة أن كل علامة من هذه العلامات الصغرى تناظر درجة واحدة. لكي نقرأ درجة الحرارة بالدرجات السلزية على هذا الترمومتر، علينا فقط أن نحدد إلى أي مدى يصل الخط الأحمر على مقياس الحرارة المدرج.

لكن عند هذه المرحلة، قد نلاحظ أننا نواجه مشكلة صغيرة هنا. نلاحظ أن أعلى علامة مرقمة على مقياس الحرارة المدرج هي هذه العلامة الموجودة هنا، وهي الدرجة 100. بعد ذلك لدينا أربع علامات صغرى فوقها، ونحن نعلم أن كل علامة من هذه العلامات الصغرى تناظر درجة واحدة. بما أننا نعلم أن الترمومتر يقيس درجة الحرارة بالدرجة السلزية، فهذا يعني أن أعلى درجة حرارة يمكن قياسها على الترمومتر تساوي 104 درجات سلزية. هناك طريقة أخرى للتعبير عن ذلك، وهي أن نطاق قياس الترمومتر لا يتجاوز 104 درجات سلزية. هذا يعني أنه لا يمكننا الحصول على قراءة مضبوطة لدرجات الحرارة التي تتجاوز 104 درجات سلزية باستخدام هذا الترمومتر.

إذا نظرنا إلى الارتفاع الذي وصل إليه الخط الأحمر على الترمومتر، فسنلاحظ بوضوح أن هذا الارتفاع يتجاوز علامة 104 درجات وهي أعلى علامة على مقياس الحرارة المدرج. ما يعنيه هذا هو أن درجة الحرارة التي نحاول قياسها باستخدام هذا الترمومتر تقع خارج نطاق قياس هذه الأداة. بما أن ارتفاع الزئبق في الترمومتر يمتد إلى ما بعد العلامتين 100 درجة سلزية و 104 درجات سلزية، فمن الواضح أنه يمكننا استبعاد الخيارين (أ) و(ب).

لكن الأمر المهم الذي يجب أن نلاحظه هو أنه لا يمكن الحصول على قراءة مضبوطة خارج نطاق قياس الأداة. في هذه الحالة، يتراوح نطاق قياس الترمومتر من صفر درجة سلزية إلى 104 درجات سلزية. وبما أن مقياس درجة الحرارة المدرج يتوقف عند 104 درجات سلزية، فلا يمكننا أن نحدد بدقة إذا ما كان قياس درجة الحرارة هو 105 درجات سلزية أو 110 درجات سلزية أو أي درجة حرارة أخرى. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيارين (ج) و(د). وهكذا يتبقى لدينا الخيار (هـ).

في هذه المرحلة، نلاحظ أن العبارة التي تنص على أنه لا يمكننا الحصول على قراءة مضبوطة خارج نطاق قياس الترمومتر تطابق العبارة المعطاة هنا في الخيار (هـ). إذن، إجابتنا عن هذا السؤال هي العبارة المعطاة في الخيار (هـ). لا يمكن الحصول على قراءة مضبوطة من الترمومتر.