Терморезистор

1. Вода со льдом имеет температуру \(0\,^\circ\)C. Наливаем её в калориметр.

2. Во второй калориметр наливаем горячую воду. Ждём прогрева калориметра. Затем выливаем остывшую воду и заливаем свежую горячую воду. Наливаем не слишком много, например, \(V_h=50\) мл.

3. Подключаем терморезистор к мультиметру в режиме омметра. Помещаем терморезистор в холодную воду, измеряем сопротивление.

4. Помещаем терморезистор в горячую воду, измеряем сопротивление.

5. В калориметр с горячей водой доливаем \(V_c\) холодной воды и измеряем сопротивление. Снимаем зависимость сопротивления терморезистора \(R\) от объёма налитой холодной воды \(R(V_c)\). Итоговая температура воды в мерном стакане \[T=\frac{V_h T_h+V_c T_c}{V_h+V_c}, \qquad (1)\] где \(T_h\) — температура горячей воды в \(^\circ\)C, температура холодной воды \(T_c=0\,^\circ\)C. Строим зависимость сопротивления от объёма налитой холодной воды \(V_c\).

6. Для калибровки терморезистора предполагаем, что температура тела около \(36\,^\circ\)C (для ладоней это неправда, на сгибе локтя лучше, там в среднем около \(35\,^\circ\)C). Измеряем сопротивление \(R_{36}\) при температуре, равной температуре тела.

7. Находим по графику объём холодной воды \(V_{c36}\), соответствующий сопротивлению \(R_{36}\).

8. Находим температуру горячей воды: \[T_h=36\,\frac{V_h+V_{c36}}{V_h}. \qquad (2)\]

9. Для каждого объёма долитой холодной воды и соответствующего ему сопротивления рассчитываем температуру \(T\) по (1). Строим зависимость \(R(T)\).

Аналогичное решение может быть проведено путём добавления горячей воды в холодную: тогда в п. 5 будет сниматься \(R(V_h)\), в п. 7 будет определяться \(V_{h36}\).

Комментарий. Более предпочтительным является вариант, когда холодную воду наливают шприцом в горячую, а не наоборот: горячая вода остывает на 2–3 градуса в минуту и быстрее, её температура при контакте со шприцом сильно меняется, а пластиковый шприц чувствительно меняет размеры из-за температурного расширения. Если лить холодную воду в горячую, перепад температуры горячей воды с комнатной после каждого добавления будет снижаться, что уменьшит ошибку из-за теплопотерь. Кроме того, есть опасность обжечься.