Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Η θερμοκρασία και η μέτρησή της

Το παιδί φυσά για να ανάψει το κερί

Πίνακας του Δομίνικου Θεοτοκόπουλου

Η διδασκαλία στην Α΄ Γυμνασίου

1. Αναμνήσεις αφής και αναμνήσεις λέξεων

2. Στο εργαστήριο. Ο όγκος και η μάζα.

3. Το «πόσο ζεστάθηκε» και το «πόσο είναι ζεστό». Ο Κέλσιος εμπιστεύτηκε το νερό .

5. Τι δείχνει το θερμόμετρο ;

6. Τι συμβαίνει με τον αέρα ;

7. Φύλλο εργασίας . Θερμική ισορροπία .

Υλικό για αξιολόγηση

Σημειώσεις για τον διδάσκοντα

1. Αναμνήσεις αφής και αναμνήσεις λέξεων ¹.

Έβαζε το χέρι της στο δικό μας μέτωπο και έλεγε είτε «δεν έχεις τίποτα»

είτε «πρέπει να έχεις πυρετό» για να συνεχίσει

ανήσυχη με το πρέπει να «βάλουμε θερμόμετρο»

εννοώντας βέβαια ότι «θερμόμετρο θα βάλεις εσύ».

Θυμάται πάντα ότι κάθε φορά που άγγιζε το παγάκι το ένιωθε πιο κρύο από το κουταλάκι του γλυκού, άγγιζε το καλοριφέρ και το αισθανόταν πιο ζεστό από τον τοίχο, τότε που τον άγγιξε κατά λάθος το αναμμένο τσιγάρο της θείας Ευτέρπης ήθελε να βάλει τις φωνές. Θυμάται κάποιον από τους μεγάλους να λέει ότι το πιο ευλογημένο πράγμα τον Αύγουστο είναι το ηλεκτρικό ψυγείο, αλλά και τον ίδιο σε μήνα Φεβρουάριο να σκέφτεται τι πολύτιμο πράγμα είναι τα γάντια και το κασκόλ . .

Ζεσταίνει τη σπανακόπιτα για ένα λεπτό στον φούρνο μικροκυμάτων, αφού την έχει δοκιμάσει πριν και την έχει θεωρήσει κρύα. Ένα λεπτό αργότερα η ίδια σπανακόπιτα είναι πιο οπωσδήποτε πιο ζεστή από πριν, την είχε ζεστάνει. Φτιάχνει ζεστό τσάι το ξεχνάει στο τραπέζι, ξεχνιέται μιλώντας πολύ ώρα στο τηλέφωνο και σε λίγο γκρινιάζει ότι το τσάι κρύωσε. Ακούει από μικρό παιδί διάφορα πράγματα και στη μνήμη του καταγράφονται φράσεις όπως «υπερθέρμανση του πλανήτη» και «ψήνεται στον πυρετό».

Η γλώσσα της Φυσικής Το να γίνεται ένα σώμα πιο ζεστό από όσο ήταν η Φυσική το λέει «θέρμανση», όταν γίνεται πιο κρύο το λέει «ψύξη». Τον 17^ο αιώνα οι ευρωπαίοι ερευνητές πρότειναν έναν όρο που στη δική του γλώσσα πήρε το όνομα «θερμοκρασία». Κάθε σώμα, σε μια περιοχή του, έχει, σε κάθε στιγμή μια θερμοκρασία. Όταν γίνεται πιο ζεστό, θεωρείται ότι «αυξάνεται η θερμοκρασία του», ενώ όταν ψύχεται «η θερμοκρασία του ελαττώνεται» . Αργότερα επικράτησαν και οι φράσεις «ανέβηκε η θερμοκρασία» και «έπεσε η θερμοκρασία» .

2. Στο εργαστήριο

Τα ερωτήματα. Όταν «κάτι» ζεσταίνεται, αλλάζει η μάζα του;

Όταν «κάτι ζεσταίνεται», αλλάζει ο όγκος του² ;

Στο εργαστήριο . Η εμπειρία 1 .

Ζυγίζει τη μεταλλική σφαίρα. Στη συνέχεια τη θερμαίνει και την ξαναζυγίζει.

Διαπιστώνει ότι η μάζα δεν άλλαξε.

Στο εργαστήριο . Η εμπειρία 2 .

Η μεταλλική σφαίρα περνάει μέσα από τον δακτύλιο.

Τη θερμαίνει και «βλέπει» ότι δεν χωράει να περάσει μέσα από τον ίδιο δακτύλιο

Η σκέψη. Όταν μια μεταλλική σφαίρα θερμαίνεται η μάζα της δεν αλλάζει,

αλλά αυξάνεται ο όγκος της.

http://www.youtube.com/watch?v=tPJLFDekxZA

Στο εργαστήριο . Η εμπειρία 3 . Το ξύλινο μανταλάκι και το νόμισμα των 50 cent.

Δύο πρόκες καρφωμένες σε οριζόντια σανίδα ώστε να είναι κατακόρυφες και σε απόσταση λίγο μεγαλύτερη από τη διάμετρο ενός κέρματος 50 cent. Πιάνουμε το νόμισμα με μανταλάκι ξύλινο και διαπιστώνουμε ότι «χωράει να περάσει» μέσα από τις δύο καρφωμένες πρόκες. Θερμαίνουμε το νόμισμα κρατώντας το με το ξύλινο μανταλάκι και διαπιστώνουμε ότι τώρα δεν «χωράει» να περάσει ανάμεσα από τις δύο πρόκες.

Η σκέψη. Όταν ένα μεταλλικό νόμισμα θερμαίνεται αυξάνεται ο όγκος του

http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=292&Itemid=37

Η εμπειρία 4 . Ένα θερμόμετρο με υδράργυρο. Όταν κάνει ζέστη ο υδράργυρος «ανεβαίνει».

Η σκέψη. Όταν ο υδράργυρος θερμαίνεται, αυξάνεται ο όγκος του περισσότερο από όσο αυξάνεται ο όγκος του γυάλινου περιβλήματος.

Όταν ένα σώμα ζεσταίνεται, η μάζα του διατηρείται ίδια,

αλλά ο όγκος του γενικά αυξάνεται, έστω και λίγο

Η αφή, η όραση³ και οι δύο εμπειρίες

Την πανάρχαια εμπειρία του «να γίνεται ένα σώμα πιο ζεστό από όσο ήταν», εμπειρία που σχετίζεται με την αίσθηση της αφής, σχετικά νωρίς – ήδη από την εποχή του Γαλιλαίου - η ανθρώπινη σκέψη τη συσχέτισε με την εμπειρία της «αύξησης του όγκου του», εμπειρία που σχετίζεται με την αίσθηση της όρασης . Το αντικείμενο που θερμαίνεται παρουσιάζει αύξηση του όγκου, διαστέλλεται, όπως λένε οι φυσικοί, και αν είναι υγρό ή αέριο η αύξηση είναι σημαντική.

Εννοείται ότι η εμπειρία «αύξηση του όγκου» είχε ένα πλεονέκτημα σε σχέση με την αίσθηση του «πόσο ζεστάθηκε».

Ήταν δυνατόν να ΜΕΤΡΗΘΕΙ.

3. Το «πόσο ζεστάθηκε» και το «πόσο είναι ζεστό»⁴.

α. Να μετρήσουμε το «πόσο ζεστάθηκε»

Η σκέψη των ερευνητών οδηγήθηκε στην ιδέα ότι «το ΠΟΣΟ ΖΕΣΤΑΘΗΚΕ» ένα σώμα θα μπορούσε να μετρηθεί με βάση το «πόσο μεγάλωσε ο όγκος του» ⁵. Και για να το πετύχουν χρησιμοποίησαν υλικά, όπως το οινόπνευμα, τα οποία, θερμαινόμενα, παρουσίαζαν αύξηση του όγκου σημαντική.

Οινόπνευμα, υδράργυρος και γυαλί. Εάν έχουμε στερεά ή υγρά σώματα του ίδιου όγκου και αυξήσουμε τη θερμοκρασία τους κατά την ίδια ποσότητα, μέσα από μετρήσεις του «σήμερα», βλέπουμε ότι διαστέλλονται αλλά δεν διαστέλλονται το ίδιο⁶. Οι σχετικές μετρήσεις δείχνουν ότι το οινόπνευμα διαστέλλεται 29 φορές περισσότερο από το γυαλί και ο υδράργυρος διαστέλλεται 7 φορές περισσότερο από το γυαλί. Οι ερευνητές του 18^ου αιώνα, διαθέτοντας το τόσο πολύτιμο υλικό «διαφανές γυαλί», είχαν διακρίνει ότι θερμαίνοντας οινόπνευμα μέσα σε γυάλινο σωλήνα, το οινόπνευμα διαστέλλεται πολύ περισσότερο από το γυαλί και ότι κάτι αντίστοιχο συνέβαινε και με τον υδράργυρο . Επί πλέον τον υδράργυρο μπορούσαν να τον διακρίνουν εύκολα μέσα στο γυαλί γιατί έχει χαρακτηριστικό χρώμα. Ήταν λοιπόν φυσικό τα πρώτα όργανα που επινοήθηκαν για να μετρούν το «πόσο ζεστάθηκε ένα σώμα» να είναι από σωλήνα γυάλινο – το γυαλί είναι διαφανές - μέσα στον οποίο έβαζαν οινόπνευμα ή υδράργυρο. Το όργανο το είπαν θερμόμετρο. Μετρώντας την αύξηση του όγκου του υδραργύρου – ή του οινοπνεύματος – έβγαζαν συμπεράσματα για το «πόσο αυξήθηκε η θερμοκρασία ».

ht

β. Να προσδιορίσουμε το «πόσο είναι ζεστό»

Οι ερευνητές του 18^ου αιώνα μπορούσαν να συγκρίνουν το «πόσο ζεστάθηκε ένα σώμα» αλλά για να προσδιορίσουν το «πόσο ζεστό είναι το σώμα σε κάποια στιγμή » έπρεπε να επινοήσουν μια κλίμακα την οποία θα γινόταν από όλους αποδεκτή

Ο Γκαμπριέλ Φαρενάιτ. Το «πιο κρύο πράγμα» και το ανθρώπινο σώμα .

Το 1724 ο γερμανόφωνος Γκαμπριέλ Φαρενάιτ, αφού είχε ήδη φτιάξει θερμόμετρο με υδράργυρο και γυαλί, επινόησε μια κλίμακα προτείνοντας τον αριθμό «μηδέν» για την πιο χαμηλή θερμοκρασία που είχε μπορέσει να δημιουργήσει και τον αριθμό 96 για τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος⁷

Είκοσι περίπου χρόνια αργότερα η νέα πρόταση

ήρθε από τη Σουηδία.

Ο Κέλσιος εμπιστεύτηκε το νερό .

Χρησιμοποιώντας κι αυτός θερμόμετρο με υδράργυρο και γυαλί, ο Σουηδός Άντερς Κέλσιους – συνήθως λέμε «ο Κέλσιος» - εμπιστεύτηκε το νερό και το 1743 πρότεινε μια κλίμακα με δύο τιμές θερμοκρασίας. Η μία να είναι η θερμοκρασία που παγώνει το νερό και το άλλο η θερμοκρασία στην οποία το νερό βράζει. Μετά από διάφορες σκέψεις⁸ κατέληξε να προτείνει για τη θερμοκρασία που παγώνει το νερό την τιμή «μηδέν» και για τη θερμοκρασία που βράζει την τιμή 100⁹ .

Για να καταλάβουμε το «τι έκανε» βάζουμε το θερμόμετρο σε νερό που παγώνει – ή σε πάγο που λιώνει – και στο σημείο που βρίσκεται ο υδράργυρος κάνουμε μια χαραγή και σημειώνουμε το «μηδέν.». Βάζοντας το θερμόμετρο σε νερό που βράζει στο σημείο που βρίσκεται ο υδράργυρος κάνουμε μια άλλη χαραγή και σημειώνουμε τον αριθμό 100. Μέσα στον γυάλινο σωλήνα ο υδράργυρος σχηματίζει μια λεπτή στήλη το μήκος της οποίας μπορούμε να το μετρήσουμε με χάρακα. Όταν το νερό αρχίσει να βράζει το μήκος της στήλης είναι μεγαλύτερο από το μήκος που έχει όταν παγώνει νερό ας υποθέσουμε κατά 140 mm. Μπορούμε να χωρίσουμε το ευθύγραμμο τμήμα από το σημείο που σημειώσαμε το μηδέν μέχρι το σημείο που σημειώσαμε το 100, σε ίσα τμήματα, ας υποθέσουμε δέκα. Κάθε τμήμα θα έχει μήκος 14 mm και μπορούμε στα άκρα κάθε τμήματος να βάλουμε μια χαραγή. Στην πρώτη χαραγή, μετά το «μηδέν» βάζουμε τον αριθμό 10, στην επόμενη τον 20 και συνεχίζουμε.. . . Η μονάδα μέτρησης «ένας βαθμός Κελσίου» συμβολίζεται με «1 ^οC».

4. Τι δείχνει το θερμόμετρο ;

Από την αρχή έγινε από όλους αποδεκτό ότι «αυτό που δείχνει κάθε θερμόμετρο είναι η θερμοκρασία ΤΟΥ»

Για να μετρήσουμε όμως τη θερμοκρασία δεχόμαστε και κάτι ακόμα : «Όταν δύο αντικείμενα διατηρούνται σε επαφή ακόμα και αν αρχικά δεν είναι το ίδιο ζεστά, αργά ή γρήγορα γίνονται», αποκτούν την ίδια θερμοκρασία όπως λένε οι φυσικοί. Μια ποσότητα υδραργύρου μέσα στο γυάλινο περίβλημα έχει την ίδια θερμοκρασία με το γυαλί. Αν βάλουμε θερμόμετρο στη μασχάλη και το κρατήσουμε εκεί, σε λίγο το γυαλί, ο υδράργυρος και η μασχάλη μας θα έχουν την ίδια θερμοκρασία, αυτήν τελικά που δείχνει το θερμόμετρο.

Το θερμόμετρο. Μια μεγάλη ανακάλυψη.

Η εμφάνιση του θερμομέτρου, τον 18^ο αιώνα και η καθιέρωση της κλίμακας Κελσίου από ορισμένες επιστημονικές κοινότητες και της κλίμακας Φαρενάιτ από άλλες, βοήθησαν στην εξέλιξη τόσο της Χημείας, όσο και της Φυσικής

Στα χρόνια που ακολούθησαν η εργαστηριακή εμπειρία κατέγραψε ότι οι μεταβολές της θερμοκρασίας επηρεάζουν εκτός από τον όγκο και την πυκνότητα των στερεών και των υγρών και μια σειρά από άλλες ιδιότητες των υλικών¹⁰ .

5. Τι συμβαίνει με τον αέρα ;

Η εμπειρία . Στο εργαστήριο αλλά και στο σπίτι . Ένα δοχείο με ζεστό νερό, μια πλαστική φιάλη άδεια κι ένα μπαλόνι . Κλείνει το στόμιο της φιάλης με το μπαλόνι . και βάζει το μπουκάλι στο ζεστό νερό. Διαπιστώνει ότι το μπαλώνει φουσκώνει. Πιάνει με προσοχή τη φιάλη και τη βάζει σε κρύο νερό και βλέπει με τα μάτια της το μπαλόνι ξεφούσκωσε.

Η σκέψη. Η θερμοκρασία του αέρα μέσα στη φιάλη αυξήθηκε και ο αέρας παρουσίασε σημαντική αύξηση. Στη συνέχεια, όταν η θερμοκρασία του - μέσα στη φιάλη - αέρα ελαττώθηκε ο όγκος του ελαττώθηκε

http://www.youtube.com/watch?v=yLCMKR4EKpw

http://www.youtube.com/watch?v=Yh_KuOgihDY

Από τον 17ο αιώνα οι ευρωπαίοι ερευνητές γνώριζαν ότι ο αέρας «σπρώχνει» ακόμα κι αν είναι ακίνητος. Αυτό σημαίνει ότι μια ποσότητα αέρα είναι σαν συμπιεσμένο ελατήριο και, χωρίς να τη θερμαίνει κάποιος, σπρώχνει για να αυξήσει τον όγκο της. Ο αέρας δηλαδή σε σταθερή θερμοκρασία δεν έχει κάποιον «δικό του» όγκο» , όπως συμβαίνει με μια ποσότητα νερού ή με ένα κομμάτι σίδερο . Πενήντα περίπου χρόνια μετά τον Κέλσιο, οι Γάλλοι ερευνητές , διαθέτοντας πλέον «θερμόμετρο», μελέτησαν τι συμβαίνει με τον όγκο του αέρα όταν αλλάζει η θερμοκρασία του για να διαπιστώσουν ότι ο αέρας θερμαινόμενος, με σταθερή πίεση, διαστέλλεται πολύ περισσότερο από τα στερεά και τα υγρά σώματα¹¹.

Τα φαινόμενα και η σκέψη. Η θερμοκρασία δεν είναι «κάτι» που μεταφέρεται από το ένα σώμα στο άλλο

Στο σχολικό εργαστήριο. Μια ποσότητα νερού 200 ml ( 200 γραμμαρίων) , σε δοχείο και ένα θερμόμετρο, μια ίση ποσότητα νερού σε ένα άλλο δοχείο και ένα άλλο θερμόμετρο. Ζεσταίνουμε τη μία ποσότητα μέχρι το θερμόμετρο να δείξει 70^ο Κελσίου και την άλλη ποσότητα μέχρι το άλλο θερμόμετρο να δείξει 30^ο Κελσίου. Καλούμε τους μαθητές και τις μαθήτριες να καταγράψουν στο φύλλο εργασίας την πρόβλεψή τους για το «τι θα συμβεί» εάν αναμείξουμε τις δύο ποσότητες, χύνοντας λόγου χάρη το πιο ζεστό νερό στο δοχείο της άλλης. Κάνουμε την ανάμειξη (έτσι ώστε να περιορίζονται όσο είναι δυνατόν οι θερμικές απώλειες) και διαπιστώνουμε ότι το θερμόμετρο ανεβαίνει για να διαβάσουμε – όταν σταματήσει να αυξάνεται η θερμοκρασία - μια ένδειξη αρκετά κοντά στο 50^ο Κελσίου. Ζητούμε από τους μαθητές να το σχολιάσουν και ίσως είναι αρκετοί εκείνοι που το είχαν προβλέψει .

Σκέψη 1 : Το ζεστό νερό και το λιγότερο ζεστό νερό όταν αναμειχθούν αποκτούν τελικά την ίδια θερμοκρασία

Σκέψη 2 Το ζεστό νερό «δίνει» 20 βαθμούς Κελσίου και το λιγότερο ζεστό παίρνει τους 20 αυτούς βαθμούς.

Τις σκέψεις αυτές δοκιμάζουμε να τις ελέγξουμε

Επαναλαμβάνουμε με ποσότητες νερού 200 ml και 600 ml τις οποίες έχουμε ζεστάνει σε θερμοκρασίες σε αρχική θερμοκρασία 70^ο Κελσίου και ποσότητα 200 ml, σε αρχικές θερμοκρασίες 70^{ο ο}C και 30 ^οC, αντίστοιχα.

Καλούμε τους μαθητές και τις μαθήτριες να καταγράψουν στο φύλλο εργασίας την πρόβλεψή τους για το «τι θα συμβεί» εάν αναμείξουμε τις δύο ποσότητες, χύνοντας το πιο ζεστό νερό στο άλλο δοχείο. . Κάνουμε την ανάμειξη και διαβάζουμε στο θερμόμετρο μια ένδειξη αρκετά κοντά στο 40^ο Κελσίου. Θεωρούμε τη μεταβολή στον όγκο του νερού ασήμαντη .

Σκέψη 1 : Το ζεστό και το λιγότερο ζεστό όταν αναμειχθούν αποκτούν τελικά την ίδια θερμοκρασία

Σκέψη 2 : Το ζεστό νερό «χάνει» 30 βαθμούς και το λιγότερο ζεστό παίρνει μόνο 10 βαθμούς θερμοκρασίας .Φαίνεται ότι σε τέτοιου είδους φαινόμενα το ζεστό σώμα δεν δίνει βαθμούς Κελσίου τους οποίους παίρνει το σχετικά πιο κρύο, δεν μεταφέρονται δηλαδή βαθμοί Κελσίου από το ένα στο άλλο.

Σκέψη 3 . Ίσως από το ζεστό σώμα να μεταφέρεται «κάτι»¹² στο λιγότερο ζεστό αλλά όχι ποσότητες θερμοκρασίας . Αυτό το «κάτι» α. μεταφέρεται από ένα οποιοδήποτε ζεστό σώμα προς ένα άλλο σώμα λιγότερο ζεστό και

β. δεν μεταφέρεται όταν τα δύο σώματα έχουν την ίδια θερμοκρασία.

Σκέψη 4. Στο ζεστό νερό που ήταν και τρεις φορές λιγότερο η θερμοκρασία άλλαξε τρεις φορές περισσότερο από όσο άλλαξε η θερμοκρασία στην άλλη ποσότητα νερού με την τριπλάσια μάζα¹³ .

Φύλλο εργασίας

1. Μια ποσότητα νερού 200 ml , σε δοχείο και ένα θερμόμετρο, μια ίση ποσότητα νερού σε ένα άλλο δοχείο και ένα άλλο θερμόμετρο. Ζεσταίνουμε τη μία ποσότητα μέχρι το θερμόμετρο να δείξει 70 ^οC (Κελσίου) και την άλλη ποσότητα μέχρι το άλλο θερμόμετρο να δείξει 30 ^οC.

Πρόκειται να αναμείξουμε τις δύο ποσότητες, χύνοντας το πιο ζεστό νερό στο δοχείο με την άλλη ποσότητα αρχικής θερμοκρασίας 30 ^οC. Σας ζητούμε να προβλέψετε τι θα συμβεί

Το θερμόμετρο θα δείχνει ότι η αρχική θερμοκρασία των 30 ^οC

α. δεν θα αλλάξει καθόλου

β . θα αυξάνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια.

γ. συνεχώς θα ελαττώνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια.

Η μάζα του νερού που θα προκύψει θα είναι . . . . . . . . .

Αν η θερμοκρασία τελικά σταθεροποιηθεί η τελική θερμοκρασία θα είναι ...............

2. Δύο μαθητές κάνουν τελικά την ανάμειξη και διαπιστώνεται ότι η τελική θερμοκρασία είναι κοντά στο 50^ο Κελσίου. Η θερμοκρασία του λιγότερο ζεστού νερού αυξήθηκε κατά 20^οC και η θερμοκρασία του ζεστού νερού ελαττώθηκε επίσης κατά 20^οC

Με ποια από τα παρακάτω συμφωνείτε ;

α. Κάθε φορά που ζεστό νερό αναμειγνύεται με πιο κρύο, η θερμοκρασία του ζεστού θα «ελαττώνεται» και

η θερμοκρασία του κρύου θα αυξάνεται μέχρι να διαμορφωθεί μια σταθερή θερμοκρασία

β. Σε όλα τα πειράματα με δύο ποσότητες νερού ( η μια πιο ζεστή από την άλλη) όσο θα ελαττώνεται η μία θερμοκρασία ( στην περίπτωσή μας 20^οC ) κατά ίση ποσότητα θα αυξάνεται η θερμοκρασία της άλλης

3. Πρόκειται να επαναλάβουμε κάτι παρόμοιο αλλά με μια ποσότητα νερού 200 ml θερμοκρασίας

70 ^οC και ποσότητα νερού 600 ml θερμοκρασίας 30 ^οC τις οποίες θα αναμείξουμε χύνοντας το πιο ζεστό νερό των 70 ^οC στο δοχείο με την άλλη ποσότητα αρχικής θερμοκρασίας 30 ^οC. Σας ζητούμε να προβλέψετε τι θα συμβεί.

Το θερμόμετρο θα δείχνει ότι η αρχική θερμοκρασία των 30 ^οC

α. δεν θα αλλάξει καθόλου

β θα αυξάνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια.

γ. συνεχώς θα ελαττώνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια.

Η μάζα του νερού που θα προκύψει θα είναι . . . . . . . . .

Αν η θερμοκρασία τελικά σταθεροποιηθεί η τελική θερμοκρασία θα είναι ...............

4. Δύο μαθητές κάνουν τελικά την ανάμειξη και διαπιστώνεται ότι η τελική θερμοκρασία είναι κοντά στους . . . . . . Κελσίου. Η θερμοκρασία του λιγότερο ζεστού νερού αυξήθηκε κατά . . .. . . . και η θερμοκρασία του ζεστού νερού ελαττώθηκε κατά . ............

Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά και να απαντήσετε στις ερωτήσεις

α : Η θερμοκρασία του αρχικά ζεστού νερού ελαττώθηκε κατά ...... , ενώ η θερμοκρασία του αρχικά πιο κρύου αυξήθηκε κατά ........

Συμφωνείτε ή διαφωνείτε με τις παρακάτω σκέψεις ; .

β. «Όταν το ζεστό νερό «συναντά» το κρύο νερό δεν μεταφέρονται βαθμοί Κελσίου από το ένα στο άλλο. Η θερμοκρασία δεν είναι «κάτι» που μεταφέρεται

γ. Ίσως υπάρχει κάτι που μεταφέρεται από το ζεστό προς το κρύο αλλά αυτό δεν είναι κάποια ποσότητα θερμοκρασίας

δ. Το «πόσους βαθμούς» ανεβαίνει η θερμοκρασία μιας ποσότητας νερού εξαρτάται και από τη μάζα του νερού.

Στη γλώσσα της Φυσικής. Όταν δύο σώματα

διαφορετικής θερμοκρασίας

έρχονται σε επαφή,

μεταφέρεται «κάτι»

από το θερμότερο

προς το ψυχρότερο.

http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=283&Itemid=37

Υλικό για αξιολόγηση

1. Συμφωνίες και διαφωνίες

Με ποια από τα παρακάτω συμφωνείτε ;

α. Εφόσον η θερμοκρασία ενός χάλκινου αντικειμένου αυξηθεί, το αντικείμενο διαστέλλεται, αυξάνεται δηλαδή η μάζα του

β. Ένα λίτρο νερού αν θερμανθεί από τους 20 ^οC μέχρι τους 30 ^οC διαστέλλεται λιγότερο από όσο διαστέλλεται ένα λίτρο αέρα το οποίο θερμαίνεται επίσης από τους 20 ^οC μέχρι τους 30 ^οC.

γ. Ένα κομμάτι γυαλιού όγκου και μια ποσότητα υδραργύρου του ίδιου όγκου θερμαίνονται έτσι ώστε η θερμοκρασία και στις δύο περιπτώσεις να αυξηθεί κατά 30 ^οC. Η ποσότητα υδραργύρου διαστέλλεται λιγότερο από όσο διαστέλλεται το γυαλί.

2. Θερμόμετρο με κλίμακα Κελσίου

Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά :

α. Ο Κέλσιος πρότεινε μια κλίμακα στην οποία το «μηδέν» αντιστοιχεί στη θερμοκρασία στην οποία το νερό ............................................ και «μηδέν» τη θερμοκρασία στην οποία το νερό .............................

β. Όταν το θερμόμετρο δείχνει 80 ^οC , ο υδράργυρος έχει διασταλεί τέσσερεις φορές περισσότερο από όσο έχει διασταλεί όταν το ίδιο θερμόμετρο δείχνει ........................

3. Οι τρεις συμμαθητές προβλέπουν

Σε ένα δοχείο υπάρχει νερό το οποίο έχουμε ογκομετρήσει και έχουμε βρει ότι είναι 200 ml και θερμόμετρο το οποίο δείχνει 20 ^οC . Στο δοχείο αυτό προσθέτουμε 400 ml

νερού θερμοκρασίας 60 ^οC . Μια μαθήτρια προβλέπει ότι το θερμόμετρο θα αρχίσει να ανεβαίνει και η θερμοκρασία τελικά θα σταθεροποιηθεί στους 40 ^οC . Μια άλλη μαθήτρια υποστηρίζει ότι η τελική θερμοκρασία θα είναι μικρότερη από 60 ^οC αλλά μεγαλύτερη από 40 ^οC. Ένας μαθητής προβλέπει ότι η τελική θερμοκρασία θα είναι μεγαλύτερη από 20 ^οC αλλά μικρότερη από 40 ^οC. Εσείς τι προβλέπετε ;

4. Η γλώσσα της Φυσικής

Πιάνει ένα παγάκι με το χέρι και το νιώθει κρύο .

Κάποιος ισχυρίζεται ότι ρέει θερμότητα από το χέρι προς το παγάκι γιατί χέρι έχει μεγαλύτερη θερμοκρασία από το παγάκι

Ένας άλλος υποστηρίζει ότι μεταφέρεται ψύχος από το παγάκι προς το χέρι το οποίο είναι πιο ζεστό

Ποιος από τους δύο περιγράφει αυτό που συμβαίνει στη γλώσσα της Φυσικής ; Ο πρώτος ; Ο δεύτερος ; Και οι δύο ;

5. Το θερμόμετρο στη μασχάλη

Κοιτάζει το ιατρικό θερμόμετρο και διαβάζει 35,5. Ξέρει ότι είναι η θερμοκρασία του θερμομέτρου σε βαθμούς Κελσίου. Βάζει μόνη της το θερμόμετρο στη μασχάλη, το αφήνει για λίγο και στη συνέχεια διαβάζει 36, 7 . Ευχαριστημένη γιατί δεν έχει πυρετό σκέφτεται :

Η θερμοκρασία του θερμομέτρου είναι «τώρα» 36, 7 ^οC αυξήθηκε δηλαδή κατά ..... (κάνει την αφαίρεση) 1,2 ^οC.

Η δική μου θερμοκρασία «τώρα» είναι ίδια με τη θερμοκρασία του θερμομέτρου δηλαδή 36, 7 ^οC .

Αναρωτιέται : Η θερμοκρασία του δικού μου σώματος πριν βάλω το θερμόμετρο ήταν άραγε λίγο μεγαλύτερη από 36, 7 ^οC ;

Ποια είναι η δική σας γνώμη ;

6. Γιατί λυγίζει το έλασμα;

Το «διμεταλλικό» έλασμα είναι φτιαγμένο

από δύο συγκολλημένα

διαφορετικά μέταλλα

ίδιου μήκους.

Αν αυξηθεί η θερμοκρασία ,

το έλασμα να λυγίζει

Σας ζητούμε να δώσετε μια εξήγηση.

7. Μέχρι να αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία.

Σας ζητούμε, αφού παρακολουθήσετε με προσοχή την προσομοίωση

http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=283&Itemid=37

να την σχολιάσετε

Σημειώσεις για τον διδάσκοντα και παραπομπές

Οι σημειώσεις που ακολουθούν είναι μόνο για τον διδάσκοντα και όχι για 12χρονους μαθητές. Μπορούν, ωστόσο, να αξιοποιηθούν για την διδασκαλία, μέσα από οικοδόμηση, της έννοιας θερμοκρασία σε μαθητές μεγαλύτερης ηλικίας

1. Αναμνήσεις αφής και αναμνήσεις λέξεων.

Ο διδάσκων έχει επίγνωση ότι καθένας από τους καθισμένους σε θρανία μαθητές του είναι ένα μοναδικό πλάσμα το οποίο στο προσωπικό του «μέσα Σύμπαν» μεταφέρει μνήμες από τα ένα σωρό που του έχουν συμβεί αλλά και ιδέες που έχει συγκροτήσει ο ίδιος, μέσα από μονοπάτια σκέψης απολύτως προσωπικά . Ανάμεσα σε όλα αυτά που τον κατοικούν και οι μνήμες που σχετίζονται με το «αγγίζω και το νιώθω να καίει» και οι κάποιες δικές του ιδέες για τη σημασία των λέξεων και των φράσεων - ήχων με κάποιο σημαινόμενο - όπως «υψηλή θερμοκρασία», «η αδελφή σου έχει πολύ πυρετό», «το ακούμπησα και κάηκα», τον κατοικούν. Η διδασκαλία της Φυσικής οφείλει εκτός των άλλων να μην το αγνοεί, ανεξάρτητα από το εάν θα χρειαστεί να θεμελιώσει πάνω σε αυτές τις σημασίες ή θα χρειαστεί να τις ανατρέψει διότι η επιστήμη έχει μια δική της γλώσσα με δικά της σημαινόμενα για την έννοια μάζα και για την έννοια θερμοκρασία και η γλώσσα αυτή πρέπει αργά και μεθοδικά να διδάσκεται

http://whimsicalmoon.deviantart.com/art/Snow-White-Bit-The-Apple-389389074

2. Το «πόσο ζεστάθηκε» και στο «πόσο είναι ζεστό» . Η διάκριση.

Εφόσον βασικός στόχος της διδασκαλίας στη Δευτεροβάθμια είναι «η εξοικείωση με τη φύση της επιστήμης», η αναγνώριση του «τι είναι Φυσική», προκειμένου για την έννοια θερμοκρασία, η εννοιολογική διάκριση ανάμεσα στο «πόσο ζεστάθηκε» και στο «πόσο είναι ζεστό» είναι αναγκαίο στοιχείο της διδασκαλίας μας .

Είναι κάτι ανάλογο με τη διάκριση ανάμεσα στο «πόσο απέχει ένα σώμα από ένα άλλο» και το

«που βρίσκεται ένα σώμα» . Το πρώτο απαιτεί μια μέτρηση - μια σύγκριση με τη μονάδα μέτρησης- το δεύτερο απαιτεί εκτός από τη μέτρηση και μία συμφωνία για την Αρχή των αξόνων.

Είναι επίσης κάτι ανάλογο με τη διάκριση ανάμεσα στο «πόσο διαρκεί» και στο «πότε». Το πρώτο απαιτεί μια μέτρηση -μια σύγκριση με μια άλλη χρονική διάρκεια- μονάδα μέτρησης, ενώ το δεύτερο, εκτός από τη μέτρηση, απαιτεί και μια συμφωνία την Αρχή των χρόνων.

Στην περίπτωση της θερμοκρασίας, η μέτρηση της μεταβολής της -του πόσο ζεστάθηκε- στηρίχτηκε στο «πόσο διαστέλλεται» ο υδράργυρος, ενώ ο προσδιορισμός του «ποια είναι η θερμοκρασία», απαιτούσε εκτός από τη μέτρηση της θερμοκρασιακής μεταβολής και μια συμφωνία για μια Αρχή των θερμοκρασιών, ένα θερμοκρασιακό μηδέν, την αποδοχή μιας κλίμακας. Βέβαια στην περίπτωση των αναζητήσεων για τη θερμοκρασία η αποδοχή μιας κοινής μονάδας μέτρησης θα συμπέσει με την αποδοχή μιας κλίμακας θερμοκρασιών.

3. Η έννοια «όγκος υλικού σώματος» και το εννοιολογικό δίκτυο.

Στο προτεινόμενο Πρόγραμμα για την Α΄ Γυμνασίου η έννοια «όγκος υλικού σώματος» , έννοια κομβική για την υλικότητα των σωμάτων, αγνοείται εντυπωσιακά. Στο Πρόγραμμα αυτό δεν γίνεται ούτε κάποιος έστω υπαινιγμός για τη διαφορά των εννοιών «όγκος υλικού σώματος» και «μάζα υλικού σώματος» , για το ότι η μάζα καταγράφει το συμπαγές ενώ ο όγκος το ογκώδες, για το ότι η μάζα μιας ποσότητας νερού έχει κάποια σχέση με τον όγκο της . Ωστόσο είναι σχεδόν αδύνατον να προσεγγιστεί έστω και σε περιορισμένο βαθμό ο στόχος «κατανόηση» του τι περίπου σημαίνει «μάζα ενός υλικού σώματος» χωρίς την παραμικρή αναφορά στο «ογκώδες» της καθημερινής εμπειρίας - στο ένα κιλό σίδερο και ένα κιλό βαμβάκι – και στο ότι η μάζα μιας ποσότητας νερού έχει κάποιο τέλος πάντως σχέση με τον όγκο της .

Μέσα από μια τέτοια άστοχη επιλογή προτείνεται η μέτρηση της θερμοκρασίας χωρίς καμία νύξη για το ότι η μέτρηση της «μεταβολής» θερμοκρασίας πραγματοποιείται μέσα από μετρήσεις «μεταβολής του όγκου». , για να ακολουθήσει η εμφάνιση της «ανωμαλίας της διαστολής του νερού» κατά την οποία οι μαθητές θα διαβάζουν ενδείξεις θερμομέτρου χωρίς να μπορούν να συγκροτήσουν κάποιο λογικό συσχετισμό με τα προηγούμενα – χωρίς όγκο, μεταβολή όγκου, πυκνότητα, χωρίς το ότι «τα μεγαλύτερης πυκνότητας βυθίζονται» - μαθήματα θα ομολογούν το «περίπου μαγικό» ότι «το νερό στο βυθό έχει θερμοκρασία τέσσερεις βαθμούς Κελσίου μολονότι στην επιφάνεια το παγόβουνο επιπλέει»

Η επιστήμη δημιουργείται με τα γεγονότα,

όπως ένα σπίτι χτίζεται με τούβλα.

Αλλά η απλή συσσώρευση γεγονότων δεν είναι επιστήμη

Όπως ένας σωρός από τούβλα δεν είναι σπίτι

Henry Poincaré.

Σύμφωνα με μια πιο συγκροτημένη άποψη – την οποία υιοθετούν ήδη πάρα πολλοί εκπαιδευτικοί – με τα μαθήματα που προηγήθηκαν της διδασκαλίας «μέτρηση της θερμοκρασίας» οι έννοιες μάζα και όγκος έχουν ήδη σε κάποιο βαθμό οικοδομηθεί.

Αν θέλουμε να διατηρούμε «ζωντανό» το εννοιολογικό δίκτυο – αναπνευστικό σύστημα της Φυσικής αλλά και της Χημείας – είναι αναγκαίο να φωτίζουμε αδιάκοπα τα «νήματα» που συνδέουν την έννοια μάζα με την έννοια όγκος, την έννοια όγκος με την έννοια θερμοκρασία, την έννοια μάζα με την έννοια θερμοκρασία.

4. Οι δύο αισθητηριακές εμπειρίες. Η μία σχετιζόμενη με την αφή, η άλλη με την όραση

Η μία είναι η πανάρχαια εμπειρία «να γίνεται ένα σώμα πιο ζεστό από όσο ήταν», εμπειρία που σχετίζεται με την αίσθηση της αφής. Η άλλη είναι η εμπειρία «αυξάνεται ο όγκος», σχετίζεται με την όραση και για να το διακρίνεις χρειάζεται να παρατηρήσεις με προσοχή

5. Ο όγκος, η ηλεκτρική αντίσταση, το χρώμα της ακτινοβολίας. . . . Τον 18^ο αιώνα και επί πολλές δεκαετίες μετρούσαν τις μεταβολές της θερμοκρασίας κάθε σώματος με βάση το «πόσο διαστέλλεται» χωρίς να έχουν οικοδομήσει την έννοια θερμοκρασία Η θερμοκρασία ήταν ένα σκοτεινό «κάτι» του οποίου οι μεταβολές ήταν ανάλογες με την αντίστοιχη αύξηση του όγκου.

Στα χρόνια που ακολούθησαν, σε επίπεδο εμπειριών Μακρόκοσμου, η θερμοκρασία έγινε και

« κάτι που το μετράμε με μεταβολή ηλεκτρικής αντίστασης» για να εμπλουτιστεί και με το «στην περίπτωση αερίου κάτι που το μετράμε με τον όγκο, την πίεση και τον αριθμό των mol» και προς το τέλος του 19^ου αιώνα «κάτι που το μετράμε με το χρώμα της ακτινοβολίας που εκπέμπει» .

Τον 20^ο αιώνα, η ιδιαίτερα σημαντική μεταβολή της αντίστασης η οποία καταγράφεται κατά τις θερμοκρασιακές μεταβολές των ημιαγωγών αξιοποιήθηκε για τη κατασκευή του thermistor, ανακάλυψη που αξιοποιήθηκε για την κατασκευή θερμομέτρων σύγχρονης εποχής .

6. Τα στερεά και τα υγρά. Διαστέλλονται άλλα λιγότερο, άλλα περισσότερο.

Οι σχετικές μετρήσεις στην εποχή μας για διάφορα υλικά με τον ίδιο αρχικό όγκο δείχνουν ότι εάν η θερμοκρασία τους αυξηθεί κατά την ίδια ποσότητα και ο όγκος του γυαλιού αυξηθεί κατά 26 μονάδες, ο όγκος του διαμαντιού θα αυξηθεί κατά 3 μονάδες , ο όγκος ενός αντικειμένου από χαλκό θα αυξηθεί κατά 51 μονάδες, ο όγκος ενός αντικειμένου από αλουμίνιο αυξάνεται κατά 69 μονάδες ο όγκος ενός σιδερένιου κατά 33 μονάδες, ο όγκος του υδραργύρου κατά 182 μονάδες, ο όγκος του οινοπνεύματος κατά 750 μονάδες.

Εξάλλου τα δύο πολύτιμα υλικά «το γυαλί και τον υδράργυρο» τα είχε ήδη χρησιμοποιήσει ο Ιταλός Torricelli πολλές δεκαετίες νωρίτερα για να φτιάξει το όργανο για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Εκείνος βέβαια τον υδράργυρο τον «εμπιστεύτηκε» για διαφορετικού λόγους. http://users.sch.gr/kassetas/educ91Torricelli.htm

7. Κλίμακα Φαρενάιτ. Ο Daniel Gabriel Fahrenheit. Την «πιο χαμηλή» θερμοκρασία την είχε δημιουργήσει με μίγμα νερού, πάγου και χλωριούχου αμμωνίου. Στην κλίμακα που πρότεινε, η θερμοκρασία που λιώνει ο πάγος αντιστοιχούσε σε 32 βαθμούς και η θερμοκρασία που βράζει το νερό σε 212 βαθμούς . Όλοι αυτοί οι αριθμοί προτιμήθηκαν γιατί ήταν ακέραιοι με πολλούς διαιρέτες.

Γεννημένος στο σημερινό Γκνανσκ της τότε Κοινοπολιτείας Πολωνίας και Λιθουανίας, από γονείς Γερμανούς, ο Daniel Gabriel Fahrenheit έζησε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του στην Ολλανδία. Στην εποχή μας τα θερμόμετρα τα βαθμονομημένα με κλίμακα Φαρενάιτ χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή σε χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, ο Καναδάς και η Τζαμάικα.

8. Κλίμακα Κελσίου. Η πρώτη σκέψη του Celsius ήταν να προτείνει το 100 για τη θερμοκρασία που παγώνει το νερό και το μηδέν για τη θερμοκρασία που βράζει. 15 χρόνια νεώτερος του Fahrenheit, γεννημένος στην Ουψάλα της Σουηδίας, ο Anders Celsius, υπήρξε ένας από τους μεγαλύτερους αστρονόμους της εποχής του. Η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 100 βαθμούς Κελσίου είναι ίση με την αύξηση κατά 180 βαθμούς Φαρενάιτ, 180 F. Αναλογικά αν η θερμοκρασία αυξηθεί κατά ένα βαθμό Κελσίου, αυξάνεται ισοδύναμα κατά 1,8 F.

9. Το νερό και τα πολλαπλάσια του «δέκα . Πενήντα χρόνια αργότερα, οι Γάλλοι θα εμπιστευτούν κι εκείνοι τόσο το νερό όσο και τους αριθμούς «πολλαπλάσια του δέκα» και θα προτείνουν ως μονάδα μάζας το 1 kg και ως υποδιαίρεση το 1 g.

10. Οι μεταβολές της θερμοκρασίας επηρεάζουν εκτός από τον όγκο και την πυκνότητα στερεών υγρών και αερίων και την πίεση των αερίων και μια σειρά από άλλες ιδιότητες των υλικών , όπως η ταχύτητα του ήχου στον αέρα, ο δείκτης διάθλασης, η ηλεκτρική αντίσταση, το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας και ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, ενώ το 1895 ο Pierre Curie κατέδειξε ότι κάθε σιδηρομαγνητικό υλικό αν ξεπεράσει ορισμένη θερμοκρασία χάνει τις σιδηρομαγνητικές του ιδιότητες.

11. Τι συμβαίνει με τα αέρια ; Πενήντα περίπου χρόνια μετά τον Κέλσιο, οι Γάλλοι κυρίως ερευνητές, διαθέτοντας πλέον «θερμόμετρο», ερεύνησαν το «πόσο μεταβάλλεται ο όγκος του αέρα» όταν αλλάζει η θερμοκρασία και η πίεση. Την ίδια εποχή οι ευρωπαίοι χημικοί έχουν «ανακαλύψει» ότι εκτός από τον αέρα υπάρχουν και άλλα αέρια. Ο Cesar Charles , Σεζάρ Σαρλ , στα τέλη του 18^ου αιώνα και ο Gay Lussac, Γκε Λυσάκ, δεκαπέντε χρόνια αργότερα, διέκριναν ότι η διαστολή των αερίων μετά από θέρμανση υπό σταθερή πίεση έκρυβε ένα δεδομένο απρόβλεπτο. Το «απρόβλεπτο» ήταν ότι ενώ για καθεμιά από τις ουσίες σε στερεή ή σε υγρή μορφή το «σε ποιο ποσοστό συμβαίνει αύξηση του όγκου, ανά βαθμό Κελσίου» εξαρτάται από το «ποια είναι η ουσία», στην έρευνα για τη διαστολή των αερίων ( υπό σταθερή πίεση) εμφανίστηκε το εντυπωσιακό γεγονός η αύξηση του όγκου ανά βαθμό Κελσίου να είναι ίδια για οποιοδήποτε αέριο. Η εργαστηριακή εμπειρία έδειχνε ότι το οξυγόνο σε 0 ^οC θερμαινόμενο κατά 1 ^οC παρουσίαζε αύξηση του όγκου κατά το 1/273 του αρχικού όγκου και το ίδιο ακριβώς συνέβαινε με το άζωτο, με το υδρογόνο, με το διοξείδιο του άνθρακα, με τον αέρα, με κάθε αέριο. Αυτό σήμαινε ότι κάθε αέριο με ορισμένο όγκο σε 0 ^οC, ψυχόμενο κατά 1 ^οC, παρουσίαζε ελάττωση του όγκου και ότι «υπήρχε μια θερμοκρασία, η «- 273 ^οC» περίπου, στην οποία ο όγκος κάθε αερίου θα μηδενίζονταν», κάτι απαγορευτικό διότι η θεμελίωση της επιστήμης από την εποχή του Newton βασιζόταν και στην αποδοχή του ότι «κάθε υλικό σώμα έχει όγκο» . Παράλληλα, η έρευνα πάνω στη θέρμανση και την ψύξη ενός αερίου υπό σταθερό όγκο έδειξε ότι η ελάττωση της πίεσης ενός ψυχόμενου αερίου – αρχικής θερμοκρασίας ^οC – εξελισσόταν με τον ίδιο τρόπο, με συνέπεια στη θερμοκρασία περίπου - 273 ^οC κάθε αέριο να έχει μηδενική πίεση, γεγονός επίσης απαγορευτικό, διότι ένα από τα θεμέλια της φυσικής των αερίων , από τον 17^ο αιώνα, ήταν ότι «ένα αέριο έχει πάντα πίεση». .

Η χαμηλότερη θερμοκρασία του Κόσμου. Η θερμοκρασία -273 ^οC περίπου θεωρήθηκε και εξακολουθεί να θεωρείται ένα απαγορευτικό όριο. Οι τιμές τις οποίες «επιτρέπεται» να έχει η θερμοκρασία ενός οποιουδήποτε υλικού σώματος πρέπει να είναι μεγαλύτερες από το όριο αυτό.

Μερικές δεκαετίες αργότερα ο William Thomson - αργότερα Λόρδος Kelvin - πρότεινε ( 1848, On an Absolute Thermometric Scale) τη λεγόμενη απόλυτη κλίμακα θερμοκρασίας, με μηδέν στο «απαγορευμένο» θερμοκρασιακό σημείο των – 273 ^οC περίπου . Πρόκειται για την λεγόμενη και κλίμακα Kelvin την οποία, στον 20^ο αιώνα, μαζί με την αντίστοιχη μονάδα 1 Κ υιοθέτησε η Φυσική.

12. Ένας καλός τρόπος για να ξεκινήσει η οικοδόμηση της έννοιας θερμότητα

13. Δημιουργούνται ερωτήματα για τον ρόλο της μάζας. Μια πρώτη απάντηση είναι ότι το «πόσο ζεσταίνεται μια ποσότητα νερού» εξαρτάται από τη ΜΑΖΑ της και το ίδιο ισχύει για «πόσο κρυώνει

Συμπλήρωμα :

α. Ο μηδενικός νόμος της Θερμοδυναμικής. Ο λεγόμενος μηδενικός νόμος της Θερμοδυναμικής αποδέχεται την κατάσταση « σύστημα σε θερμική ( θερμοκρασιακή ) ισορροπία υιοθετώντας την άποψη ότι η θερμική ισορροπία κάθε συστήματος περιγράφεται με μία μόνο καταστατική ιδιότητά του , τη θερμοκρασία του. Σύμφωνα με τον νόμο «εάν δύο συστήματα βρίσκονται – τόσο το ένα όσο και το άλλο - σε θερμική ισορροπία με ένα τρίτο σύστημα , θα υφίσταται και θερμική ισορροπία μεταξύ τους» .

Ο νόμος συνέβαλε στο να γίνει αποδεκτή η υπόσταση της έννοιας θερμοκρασία. δεδομένου διακηρύσσει ότι υπάρχει μια έννοια θερμοκρασία για την τιμή της οποίας ισχύει η μεταβατική ιδιότητα και εάν δύο συστήματα έχουν ίσες θερμοκρασίες με ένα τρίτο θα έχουν και την ίδια θερμοκρασία μεταξύ τους.

β. Κατάδυση στον Μικρόκοσμο. Με τη «κατάδυση» στον Μικρόκοσμο η έννοια θερμοκρασία συνδέθηκε με την κίνηση των αδιάκοπα κινουμένων σωματιδίων. Η θεώρηση ότι η «τιμή της θερμοκρασίας ενός αερίου είναι ανάλογη προς τη μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων που το συγκροτούν» είναι μέχρι και σήμερα αποδεκτή. Η κινητική ενέργεια κάθε σωματιδίου λογίζεται ως προς το κέντρο μάζας του συστήματος των σωματιδίων.

Η θερμοκρασία μηδέν η οποία, από τη σκοπιά των φαινομένων του Μακρόκοσμου θεωρείται απαγορευτική διότι σχετίζεται με μηδενισμό του όγκου ή της πίεσης, από τη σκοπιά του Μικρόκοσμου θεωρείται απαγορευτική διότι η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων πρέπει να είναι μηδενική, γεγονός που σημαίνει ότι όλα τα σωματίδια θα είναι ακίνητα γεγονός απαγορευτικό για το μοντέλο σύμφωνα με το οποίο, υπό οποιεσδήποτε συνθήκες, τα σωματίδια κινούνται αδιάκοπα.