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Chloé veut mesurer la température de l’eau dans un bécher lorsqu’elle est proche de son point d’ébullition. Elle tient le thermomètre au-dessus de la surface de l’eau, comme le montre la figure, et le maintient là jusqu’à ce que la lecture se soit stabilisée. Elle détermine que la température de l’eau est de 77 degrés. Laquelle des affirmations suivantes explique pourquoi cette réponse est incorrecte? (A) Le thermomètre doit être complètement immergé dans l’eau pour pouvoir mesurer la température de l’eau. La température de l’eau est supérieure à 77 degrés. (B) La lecture doit être effectuée dès que le thermomètre est au-dessus de l’eau plutôt que plusieurs minutes plus tard. (C) L’ampoule du thermomètre doit être immergée dans l’eau afin de mesurer la température de l’eau. La température de l’eau est supérieure à 77 degrés.
En regardant la figure, on peut voir que Chloé a placé le thermomètre au-dessus de la surface de l’eau plutôt que dans l’eau. Nous savons que le point d’ébullition de l’eau est de 100 degrés Celsius. Cette question nous dit que la température de l’eau est presque la température d’ébullition. Nous devrions donc nous attendre à ce que la température soit très proche de 100 degrés Celsius. Chloé s’est trompée parce que la lecture qu’elle prend est de 77 degrés Celsius, ce qui est beaucoup plus bas. Pour mesurer correctement, Chloé devrait mettre le bulbe du thermomètre dans l’eau, sans entrer en contact avec le récipient et en entrant uniquement en contact avec l’eau.
Voyons maintenant les réponses et voyons laquelle reflète le mieux cette pratique. La réponse (A) n’est pas tout à fait correcte car le thermomètre ne doit pas être complètement immergé. Seule l’ampoule contenant le réservoir de liquide doit être immergée. En outre, si le thermomètre était totalement immergé et que l’ampoule était en contact avec le récipient, cela mesurerait également la température du récipient, qui serait différente de la température de l’eau.
L’option (B) n’est pas non plus correcte car le liquide dans le thermomètre qui indique la température prends du temps pour se chauffer. Si vous retirez le thermomètre trop rapidement, la température mesurée sera trop basse et commencera immédiatement à baisser. En outre, le thermomètre étant au-dessus plutôt que dans l’eau, Chloé mesure en fait la température de l’air au-dessus de l’eau.
Cela signifie que la réponse (C) doit être correcte. Lorsque l’ampoule du thermomètre est immergée dans l’eau, le réservoir de liquide à l’intérieur du thermomètre qui se dilate ou se contracte pour donner une lecture de température le long de la balance est immergé. Cela indiquerait la température correcte de l’eau et uniquement l’eau. Si cela est fait correctement, il est probable que la température mesurée sera supérieure à 77 degrés Celsius.
