فيديو السؤال: قراءة درجة الحرارة على الترمومتر الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل ترمومترًا ترك في الخارج تحت الظل في يوم حار. ما قراءة درجة الحرارة التي يظهرها الترمومتر مقربة لأقرب درجة؟

نلاحظ أن لدينا هذا الشكل الذي يوضح ترمومترًا، وهو جهاز يمكن استخدامه لقياس درجة الحرارة. نلاحظ وجود مستودع مملوء بمادة حمراء في الجزء السفلي من هذا الترمومتر. ترتفع هذه المادة الحمراء إلى مستوى معين على تدريج الترمومتر. هذه المادة الحمراء سائل يتمدد عند زيادة درجة حرارته.

هذا التمدد الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة يحدث بطريقة معروفة، ويمكن التنبؤ بها. إذن، بناء على درجة حرارة هذا المستودع، سيتمدد السائل الذي بداخله بمقدار معين. نتيجة لهذا التمدد، سيرتفع السائل داخل الأنبوب الموجود في الترمومتر. يحدد المقدار الذي يتمدد به السائل الارتفاع الذي يصل إليه. وهكذا، يشير ارتفاع السائل داخل أنبوب الترمومتر إلى درجة الحرارة.

نلاحظ أن هناك تدريجًا مرسومًا على جانب هذا الترمومتر. توجد علامات كبيرة على التدريج تمثل زيادات بمقدار خمس درجات. هذه العلامات مرقمة. بين هذه العلامات الكبيرة، توجد أربع علامات أصغر. بما أن هذه العلامات الأربع الصغيرة تقسم هذه المنطقة التي تشير إلى خمس درجات إلى واحدة، اثنتين، ثلاث، أربع، خمس مناطق أصغر، فإن كل علامة من هذه العلامات الصغيرة تناظر درجة واحدة.

علينا أيضًا الانتباه إلى مقياس درجة الحرارة المستخدم هنا. نتذكر أن هناك عدة مقاييس مختلفة لدرجة الحرارة، ومنها مقاييس الفهرنهايت والدرجات السلزية والكلفن. بالنظر إلى الجزء العلوي من الترمومتر، نلاحظ أنه مكتوب عليه «درجة ‪C‬‏». ترمز ‪C‬‏ هنا إلى سلزية، وتخبرنا بأن هذا الترمومتر يقيس درجة الحرارة بمقياس الدرجات السلزية. هذا يعني أن وحدة درجة الحرارة المقيسة بهذا الترمومتر هي الدرجة السلزية. إذن، كل علامة صغيرة على الترمومتر تناظر درجة سلزية واحدة.

لقراءة درجة الحرارة المقيسة بهذا الترمومتر بوحدة الدرجة السلزية، ما علينا سوى ملاحظة مدى ارتفاع هذا الخط الأحمر على تدريج درجة الحرارة. يصل الخط الأحمر إلى هذه النقطة الموضحة هنا، التي تقع بين علامتين على تدريج درجة الحرارة.

دعونا نلق نظرة من كثب على ما يحدث في هذه المنطقة من الترمومتر. بالنظر إلى هذه الصورة المكبرة، نرى الارتفاع الذي يصل إليه السائل بمزيد من الوضوح. يقع هذا الارتفاع أعلى هذه العلامة الصغيرة التي تقل علامتين صغيرتين عن 30 درجة سلزية، وأسفل هذه العلامة الصغيرة التي تقل علامة واحدة عن 30 درجة سلزية.

بما أننا نعلم أن كل علامة صغيرة تناظر درجة سلزية واحدة، فإننا نعلم أن العلامة الصغيرة العليا التي تقل علامة واحدة عن 30 درجة سلزية لا بد أن تكون 29 درجة سلزية، وأن العلامة الصغيرة السفلى لا بد أن تكون 28 درجة سلزية. بما أن السائل يصل إلى ارتفاع معين في الأنبوب بين هاتين العلامتين الصغيرتين، فإننا نعلم أن هذا الترمومتر يقيس درجة حرارة تتراوح بين 28 درجة سلزية و29 درجة سلزية. بما أن تدريج الترمومتر يحتوي على علامات تمثل زيادات مقدارها درجة واحدة فقط، فإن دقة فصل هذا الترمومتر ليست عالية بما يكفي لإعطاء قراءة أدق من ذلك. لا بأس بذلك؛ لأن السؤال يطلب منا قراءة درجة الحرارة مقربة لأقرب درجة.

إذا نظرنا من كثب إلى ارتفاع السائل في هذا الأنبوب، فسنلاحظ أنه أقرب بقدر ضئيل إلى العلامة الموجودة فوقه، وهي 29 درجة سلزية، مقارنة بالعلامة الموجودة تحته، وهي 28 درجة سلزية. هذا يعني أن درجة الحرارة المقيسة بهذا الترمومتر لا بد أن تكون أقرب قليلًا إلى 29 درجة سلزية منها إلى 28 درجة سلزية. ومن ثم، يمكننا القول بأن درجة الحرارة التي يظهرها الترمومتر مقربة لأقرب درجة تساوي 29 درجة سلزية.