Географические открытия

Инструкция к подарку

Дорогой друг!

Ты посетил программу «Географические открытия», на которой самостоятельно провёл четыре опыта. В подарок ты получил пятый эксперимент, в ходе которого ты сможешь собрать собственный прибор, измеряющий температуру и влажность - психрометр.

Во время дальних экспедиций путешественникам и мореплавателям необходимо иметь точное представление о влажности и температуре воздуха. Эти знания необходимы для подбора правильного снаряжения, грамотного технического обслуживания двигателей, выбора наиболее безопасного маршрута. Дома же мы используем термометры и гигрометры (измеряют влажность) для поддержания комфортных условий проживания.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

(прочитай этот раздел вместе с кем-то из взрослых, с которыми ты живешь)

Все реактивы в этом наборе безопасны. Кроме того, их можно приобрести в аптеке или в продовольственном магазине.

Реактивы нельзя пробовать на вкус, даже если они выглядят очень аппетитно.

Выполнять этот опыт можно без очков и перчаток, но если у тебя есть эти защитные средства, то, надев их, ты почувствуешь себя ещё ближе к науке. Если так случилось, что раствор какого-либо вещества попал тебе в глаз, в рот или на кожу, промой зону поражения большим количеством проточной воды без мыла.

Своя атмосфера

У тебя в наборе:

Два капилляра
Две вакуумные пробирки
Баночка с изопропанолом
Двусторонняя клейкая лента
Парафильм
Таблица определения влажности
Подставка под термометр
Лоскут ткани

Инструкция

Возьми баночку с изопропанолом, положи её в морозилку примерно на полчаса.
Возьми вакуумную пробирку. Сними с неё крышку.
Ножницами сделай прокол в нижней резиновой части крышки от пробирки. Осторожно воткни капилляр в резиновую часть крышку так, чтобы при закрытой крышке капилляр немного не доставала до дна пробирки.
Осторожно воткни трубочку в резиновую часть крышку так, чтобы при закрытой крышке трубочка немного не доставала до дна пробирки.
Отрежь половину парафильма. Приложи к верхней части пробирки один конец, растяни парафильм, обмотай верхнюю часть пробирки.
Подготовь таким же образом вторую пробирку и крышку с трубочкой.
Достань изопропанол из морозилки.
Заполни пробирку изопропанолом (не забудь оставить спирт для второй пробирки).
Повтори все действия со вторым капилляром и пробиркой.
Возьми лист бумаги с распечатанной подставкой под термометр, с помощью ножниц вырежи его по контуру.
С помощью двустороннего скотча склей две части подставки так, как показано на рисунке (рисунок находится ниже)
Между капиллярами наклей на лист табличку для измерения температуры и влажности, воспользуйся клей-карандашом.
С помощью проволоки зафиксируй пробирки с капиллярами на подставке.
Подержи термометры в морозилке около 20 минут, отметь на обоих шкалах, на каком уровне замерла жидкость. Поставь отметку «-20».
Переложи термометры в холодильник. Оставь градусники в холодильнике примерно на 30 минут. Отметь новый уровень жидкости «+5».
Измерь расстояние между двумя отметками. Можешь использовать линейку на наклейке с влажностью или свою. Подели это расстояние в миллиметрах на 25. Ты узнал, на сколько миллиметров сместится уровень жидкости при изменении температуры на один градус.
От значения +5 отложи вверх и вниз расстояния, равные тому значению, которое ты получил в предыдущем пункте. Отметь градусы (+4, +3, +2...).
Отметь на градусниках текущую температуру в помещении.
Линейкой измерь расстояние в миллиметрах от «+5» до новой отметки. Подели его на получившиеся в пункте 18 число. Ты определил температуру в своей комнате. Отметь эту температуру на градуснике.
Намочи кусочек любой ткани/бумажное полотенце/туалетную бумагу, обмотай ей одну из вакуумных пробирок.
Подожди около 30 минут, периодически увлажняя ткань, чтобы она не высыхала.
Дождись, когда градусник, обмотанный влажной тканью, начнёт показывать отличную от первого температуру и зафиксируется. Отметь это значение.
По разнице температур определи влажность, используя данные таблицы.
Выбери в левом столбике температуру “сухого” термометра, а в горизонтальном ряде разниц температур сухого и влажного термометра.

ЧТО ПРОИЗОШЛО?

Ты собрал термометр, который работает на расширении жидкости. Любое вещество в холоде немного сжимается, а при нагревании расширяется. И спиртовые, и ртутные градусники работают по этому принципу. Ты разобрался, на сколько расширится изопропанол при нагревании от -20 до +5 градусов, и это знание позволило тебе определить температуру в комнате, которая была неизвестной.

Когда ты обмотал одну из пробирок влажной тканью, вода из этой ткани начала испаряться. При испарении воды теряется довольно много тепла, поэтому уровень жидкости в этом термометре снизился, то есть упала его температура. В разной влажности жидкость испаряется с разной скоростью, а значит и показания обмотанного тряпочкой термометра будут различаться в комнатах с разной влажностью. Зная разность температур сухого и влажного термометра, а также температуру сухого термометра, по таблице можно определить влажность окружающего воздуха.