Волков Алеша - МБОУЛ "ВУВК им. А. П. Киселева"

МБОУЛ “ВУВК им. А. П. Киселёва”
Безынерционный
термометр
Выполнил: Волков Алексей, ученик
7А класса
Руководитель: Кашкина Людмила
Викторовна,
учитель физики
Цели и задачи
Ознакомиться с историей создания
термометров
Исследовать зависимость скорости звука в
воздухе от его температуры
Создать прибор, вычисляющий температуру
воздуха, исходя из скорости звука в нём
История изобретения
термометра
Термометры были придуманы за много
лет до того, как люди поняли, ЧТО именно
они измеряют.
Древние врачи были одними из первых,
кому понадобилась сравнительная и точная
шкала теплоты тела.
История изобретения
термометра
Первую шкалу температур изобрел
великий врач древности Гален (II век).
По градусам он классифицировал
лекарства.
Температура в переводе с латинского - «Смесь».
История изобретения
термометра
Первый термометр
(воздушный термоскоп)
был изобретен Галилеем.
Но показания
термоскопа сильно
зависели от атмосферного
давления.
История изобретения
термометра
Первый термометр,
показания которого не зависели
от перепадов атмосферного
давления, был создан в 1641
году.
В его основу легли
изобретения Торричелли.
История изобретения
термометра
Первый термометр с использованием
шкалы был изобретен Отто фон Герике.
Самое нижнее из семи делений
показывало—«великая жара», а
самое верхнее—«великий холод».
Точка в середине шкалы обозначала
первые заморозки.
История изобретения
термометра
Первый современный
термометр предложил Даниель
Фаренгейт в 1724 г.
Точка плавления льда = 32º
Точка кипения воды = 212º
История изобретения
термометра
Современная шкала Цельсия
была предложена в 1742 г.
Точка кипения воды = 0º
Точка плавления льда = 100º
Позже шкала была перевернута.
Абсолютная шкала температур
Связь
абсолютной
шкалы и шкалы
Цельсия
T  t  273
T, Кл
t, 0C
273
0
Шкала
Кельвина
0
-273
Шкала
Цельсия
Тепловое равновесие
Тепло всегда перетекает от горячего
тела к холодному, т.е. температура
соприкасающихся тел стремится
выровняться.
Между термометром и окружающей средой
должно установиться тепловое
равновесие.
Принцип действия термометров:
зависимость какой-либо физической
величины от температуры
Зависимость объёма
жидкости от температуры
Зависимость давления газа
от температуры
Зависимость сопротивления
термистора от температуры
Практическая часть
Безынерционный термометр
Безынерционный термометр – это
термометр, которому не требуется
установка теплового равновесия между
ним и окружающей средой
Необходимые компоненты для
сборки безынерционного термометра
1.
2.
3.
Платформа Arduino
Ультразвуковой дальномер
ЖК дисплей
Принцип действия
X – Показатель адиабаты(1,4)
𝑅
𝑀
R – Удельная газовая постоянная =287
Дж
кг∙К
М
с
𝑣зв – Скорость звука ( )
𝑣зв = 𝑋 ∗ 𝑅 ∗ 𝑇
2
𝑣зв
𝑇=
𝑋∗𝑅
Макет
Работающее устройство
Прием данных на компьютер
Сравнение температур, полученных с
помощью разных термометров
Термометр
Спиртовой
Результат
22° C
Электронный(датчик измерения
температуры из цифровой
лаборатории “Архимед”)
19,8° C
Безынерционный
20,61° C
Варианты использования
Домашняя метеостанция
Измерение температуры в теплицах
Система “Умный дом”
Плюсы
Моментальная реакция на изменения
температуры
Возможность быстрой интеграции с
компьютером
Высокая точность
Минусы
От точности датчика зависит точность
вычисления температуры
Обязательно наличие препятствия на
расстоянии 1,5 – 2 метров от датчика
Работает только в газовой среде
Планируется:
Написать программу для получения температуры с
датчика и вывода её в наглядную форму
Реализовать веб-мониторинг температуры
Добавить возможность ведения лога температуры
Добавить калибровку непосредственно на устройстве
Вывод
Термометры имеют многовековую
историю. Людям с древности требовался
прибор для измерения температуры.
Мы смогли создать устройство, которое с
помощью ультразвукового датчика
измеряет скорость звука и вычисляет
температуру окружающей среды.
Спасибо за внимание!
Источники:
• http://habrahabr.ru/post/243357/
• http://www.micropik.com/PDF/HCSR04.pdf
• http://files.amperka.ru/datasheets/MT16S2H.pdf
• http://habrahabr.ru/post/133766/