1. Объясните, как явление теплового расширения веществ используется в термометрах. Почему одним и тем же термометром можно измерять как высокие, так и низкие температуры?

В термометрах используется явление теплового расширения веществ — изменение их объёма при изменении температуры.

Например, в жидкостном термометре находится ртуть или окрашенный спирт. При нагревании жидкость расширяется, её объём увеличивается, поэтому она поднимается по тонкой трубке. При охлаждении жидкость сжимается, её объём уменьшается, и столбик опускается. Рядом с трубкой нанесена шкала, по которой определяют температуру.

Одним и тем же термометром можно измерять и высокие, и низкие температуры, потому что тепловое расширение является обратимым процессом: при повышении температуры рабочее вещество расширяется, а при понижении — сжимается. Поэтому положение столбика жидкости соответствует определённой температуре независимо от того, нагревался термометр или охлаждался.

Однако каждый термометр имеет свой диапазон измерений. Например, обычным медицинским термометром нельзя измерить температуру кипящей воды, поскольку он рассчитан только на определённый интервал температур.

В термометрах используется свойство веществ изменять свои размеры при изменении температуры. При нагревании большинство веществ расширяется, а при охлаждении — сжимается.

Например, в жидкостном термометре находится резервуар с жидкостью и соединённая с ним очень тонкая трубка. Когда температура повышается, жидкость расширяется и её уровень в трубке поднимается. При понижении температуры жидкость сжимается, поэтому её уровень опускается. Рядом с трубкой нанесена шкала, по которой определяют температуру.

Одним и тем же термометром можно измерять как высокие, так и низкие температуры, потому что тепловое расширение обратимо: при нагревании рабочее вещество расширяется, а при охлаждении снова сжимается. Каждому значению температуры соответствует определённый объём вещества и, следовательно, определённое положение столбика жидкости на шкале.

Разумеется, любой термометр имеет определённый диапазон измерений: температура должна оставаться в пределах, при которых его рабочее вещество не замерзает, не закипает и сам прибор не повреждается.