Les pièges de la mesure de température

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Prérequis

Faire le TP intitulé "Étude d'un équilibre thermique".

Introduction

Pourquoi les graphiques de température obtenus lors de l'expérience de l'équilibre thermique ne sont pas tous identiques ?

Pour certains, les deux courbes finissent par être confondues, pour d'autres les deux courbes deviennent parallèles après s'être croisées ou même sans s'être croisées.

Travail à faire

Lis cette page, effectue les expériences proposées puis, après réflexion, complète ton compte rendu.

Au fur et à mesure de la lecture de cette page, tu devras compléter le compte rendu disponible en cliquant ici. Mais avant, lis les conseils qui suivent !

Avant de le compléter tu dois l'enregistrer dans ton dossier  avec un nom du type erreur_température_albert-dupont.doc si tu t'appelles Albert Dupont.

Plan

1 - Quelle courbe devrait-on obtenir ? Hypothèses et propositions
2 - Erreurs dues aux thermomètres
3 - Erreurs dues à l'expérimentateur

Rédacteur : JMR

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1 - Quelle courbe devrait-on obtenir ?
Hypothèses et propositions

Lis les affirmations suivantes et choisis celle qui est vraie.

Toutes les courbes sont valables car en physique les phénomènes sont tellement bizarres que les résultats ne sont jamais tout a fait les mêmes.

Le résultat auquel on devrait s'attendre est que la température extérieure reste toujours légèrement inférieure à la température intérieure car la perte d'énergie se fait toujours vers l'extérieur.

Le résultat auquel on devrait s'attendre est que lorsque l'équilibre est atteint, les deux températures devraient être égales.

C'est normal que les deux courbes se croisent, vu la vitesse à laquelle elles se sont rapprochées, elles ont été prises dans leur élan et n'ont pas réussi à s'arrêter avant de se croiser !

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2 - Erreurs dues aux thermomètres

1ère expérience :

Plonge tes deux thermomètres dans le même liquide (eau à température ambiante). Agite et attends que l'équilibre thermique se fasse. Lis les valeurs indiquées par les deux thermomètres.

Choisis la bonne affirmation :

Les mesures sont différentes car le liquide n'est pas partout à la même température.

La température du liquide est partout la même, les mesures sont différentes car seul un des deux thermomètres donne la bonne température, l'autre fonctionne mal.

La température du liquide est partout la même, les mesures sont différentes car aucun des deux thermomètres ne donne la bonne température, Un appareil de mesure ne donne jamais qu'une valeur approchée de la grandeur qu'il mesure.

Quel écart y-a-t-il entre les deux thermomètres ?
Tu pouvais déjà connaître la valeur de cet écart avant l'expérience. Comment ?

2ème expérience : 

Pour savoir lequel de tes deux thermomètres est le plus juste, mesure la température de l'eau glacée dont la valeur est de 0°C dans les conditions standards.

Pour obtenir de l'eau glacée, mets trois glaçon dans un petit bêcher et attends qu'ils fondent. Cela prend un peu de temps, tu peux lire la suite en attendant.

Quelles sont les indications des deux thermomètres dans l'eau glacée ? Quel est le plus juste ? 

Solutions :

Tu connais maintenant la cause principale des  courbes différentes. Propose des solutions pour remédier à ce problème.

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3 - Erreurs dues à l'expérimentateur

4ème expérience :

Munis toi d'un thermomètre à mercure que te donnera le professeur. Essaye de mesurer la température de la pièce : Dans quel piège peut-on tomber facilement ?

La température indiquée par le thermomètre schématisé ci-dessous est-elle de 24°C,   20,4°C,  20,8°C  ou 20,9°C ?

Fort de ton expérience, vérifie ta réponse en renseignant le questionnaire interactif .