Номер 4, страница 15 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

4. Почему при измерении температуры тела термометр нужно держать в контакте с телом не менее 5–7 мин?

Решение

Измерение температуры любым контактным термометром основано на достижении теплового равновесия между термометром и объектом, температуру которого измеряют. Тепловое равновесие — это состояние, при котором температуры двух соприкасающихся тел становятся одинаковыми, и между ними прекращается чистый обмен тепловой энергией.

Когда мы помещаем медицинский термометр, который изначально имеет комнатную температуру (например, $T_{термометра.нач} \approx 20-25^\circ\text{C}$), в контакт с телом человека (например, в подмышечную впадину), температура которого выше ($T_{тела} \approx 36,6^\circ\text{C}$), начинается процесс теплопередачи. Тепло от тела человека переходит к более холодному термометру. Этот процесс заставляет рабочее вещество термометра (ртуть, спирт или электронный датчик) нагреваться, а его показания — расти.

Процесс передачи тепла и нагрева термометра не происходит мгновенно. Скорость нагрева зависит от множества факторов, таких как теплопроводность кожи и материалов термометра, их теплоемкость, а также плотность контакта. По мере того как температура термометра приближается к температуре тела, разница температур между ними уменьшается, и скорость теплообмена замедляется. Для того чтобы температура термометра стала практически равной температуре тела с достаточной для медицинских измерений точностью, требуется определенное время.

Эмпирически установлено, что для классического ртутного или спиртового термометра этот период составляет не менее 5–7 минут. Именно за это время система «тело-термометр» достигает состояния, близкого к тепловому равновесию. Если прекратить измерение раньше, термометр не успеет полностью прогреться, и его показания будут ниже истинной температуры тела, что приведет к неверному результату.

Ответ: Термометр нужно держать в контакте с телом не менее 5–7 минут для того, чтобы между термометром и телом успело установиться тепловое равновесие. Этот промежуток времени необходим, чтобы термометр полностью нагрелся до температуры тела, что является условием для получения точного измерения. Преждевременное извлечение термометра приведет к заниженным и неверным показаниям.