温度的测量(第4讲)
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|其实温度的测量的问题并不复杂，但是又很多的朋友都不太了解第4讲，因此呢，今天小编就来为大家分享温度的测量的一些知识，希望可以帮助到大家，下面我们一起来看看这个问题的分析吧！
常用的温度单位是摄氏度，用符号℃表示，它的规定是：把冰水混合物的温度规定为0℃，一标准大气压下水的沸点规定为100℃，在0℃到100℃之间分为100等份，每一等份就表示1℃。
(1)摄氏温标：是瑞典人摄尔修斯于1742年创制的。用水银作测温物质，定水的冰点为100度，沸点为0度。后由他的助手改为水的冰点为0度，沸点为100度。中间按水银柱的膨胀分为100份，每份为1度，用℃表示。
(2)华氏温标：是德国华伦海托于1714年创立的温标。它以水银作测温物质，定水的熔点为32度，沸点为212度,中间分为180度,以℉表示。
(3)开氏温度：英国物理学家开尔文在1948年建立的一种与任何物理性质无关的热力学温标，也称绝对温标，以T表示，温度单位以K表示。绝对温度0度，等于-273.15℃，这是摄氏表示的温度极限。
以上三种温标之间的关系，可由下面公式互相换算：
摄氏温度℃=5/9×(华氏温度℉-32)
1.原理：利用水银、酒精等液体热胀冷缩的性质制成。当温度计玻璃泡内的水银受热时，水银柱会上升，观察水银柱的长度就可知道温度的高低。这里采用转化的科学思想，温度的变化通过液柱长度的变化来体现。
2.构造：粗细均匀的玻璃管，管的下端有一个玻璃泡，在管和泡中装有适量的水银或酒精，外壳上刻有刻度。这里采用了放大的科学思想，内径越细，温度变化越明显。
3.种类：常用液体温度计有酒精温度计、水银温度计、体温计、家庭用气温计等。还有双金属温度计、光谱温度计等非液体温度计。如图1，A为实验室水银温度计，B为体温计，C为气温计(寒暑表)。
1.使用前，要先观察温度计的量程和最小刻度(估计被测物体的温度选用合适的温度计)。
2.测量时，手要握温度计的上端，要使温度计的玻璃泡完全浸没在液体中，跟被测物体充分接触(但不要接触容器壁和底部)。
3.读数时，要等到温度计示数稳定后再读数，读数时温度计玻璃泡继续留在待测液体中(不能拿开读数)，读数时视线应与温度计液柱上表面相平。
4.记录读数时，数字和单位要写完整，并注意是否漏写了单位。
37℃读作：三十七摄氏度(不读成摄氏三十七度)；
-20℃读作：零下二十摄氏度或负二十摄氏度。
1.量程：35℃~42℃,最小刻度(分度值):0.1℃。
体温计在结构上与一般温度计的区别为：内径很细，而下端玻璃泡的容积较大，微小的温度变化就会引起水银柱高度的明显变化，所以比一般温度计精确。在玻璃泡和玻璃管之间有一段特别细的弯曲管，其作用是使得体温计离开被测人体后水银柱不会回落。体温计在测过一次体温之后要甩几下才能再测，否则它的示数只会增加而不会减少。
300多年前，人类就已知道水在4℃时密度最大这一现象。在冰湖中作的测试表明，表面冻结的湖里，冰面以下的水体中密度从上至下递增(这是当然的事了，重在下，轻在上)，温度也是由上至下递增，从表层水体的0℃至底层水体的4℃。正是因为这个特性，湖里的鱼类能够在严寒的冬天躲在底层水体中，不至于被冻成冰块。因此，可以知道：水在0℃~4℃之间，是热缩冷胀，在4℃以上是热胀冷缩。
【例1】两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计同时插入一杯热水中，过一会儿则会看到(D)。
A.两支温度计水银柱上升的高度相同，示数不同B.内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大
C.内径粗的温度计水银柱升得较高，示数较大D.内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同
【例2】如图4所示为伽利略温度计(烧瓶内有空气，细管中有液体)，下列说法正确的是(D)。
A.若气温升高，液体膨胀，液体上升B.若气温升高，气体膨胀，液体上升
C.若气温下降，气体缩小，液体下降D.A和B两点的值，B点的温度值要
【例3】图5A为实验室常用的温度计，B为体温计，比较二者在构造和使用方法上有何区别。
实验室温度计和体温计的区别：①量程和分度值的不同：由图看出实验室温度计量程为一20℃~100℃,分度值为1℃。而体温计的量程为35℃~42℃,分度值为0.1℃。②构造上体温计在玻璃泡和玻璃管之间有一段特别细的弯曲管，即缩口，而实验室图温度计没有。③使用上实验室不能离开待测物体读数，而体温计可以离开人体读数。
【变式训练1】下列关于使用温度计的操作步骤，正确的排列为(C)。
①观察温度计读数并记录②取出温度计③选取适当的温度计④估计被测物体的温度
⑤让温度计的玻璃泡与被测物体充分接触数分钟
A.①③④⑤②B.④⑤③①②C.④③⑤①②D.③④①⑤②
【变式训练2】小明用温度计测量一杯水的温度，如图6所示。他的观察方法不正确之处有玻璃泡触及杯底。纠正的方法是将温度计玻璃泡悬在液体中间。纠正后测得的温度是28.9℃，应读作二十八点九摄氏度，小明把温度计放入电冰箱的冷冻室一段时间后取出，读得温度是一11.5℃，这个温度读作零下十一点五摄氏度。你认为冰箱内冷冻室的温度是一11.5℃吗?不是。
【例1】如图7所示，温度计的示数读作(D)。
【例2】一支原来示数为38℃的体温计，未经下甩，便用来测量一个正常人的体温，如果当天气温为35℃，那么体温计的示数为(B)。
【例3】我国北方冬天，河流会结上厚厚的一层冰，冰的温度有时低达一40℃，假如在一40℃的冰下有流动的河水，那么水与冰交界处的温度是(B)。
A.4℃B.0℃C.略低于0℃D.略高于-40℃
【变式训练1】-15℃的正确读法是(A)。
A.零下15摄氏度B.负15度C.零下15度D.零下摄氏15度
【变式训练2】用如图8所示的两支温度计测室温，若甲表示白天的室温为6℃，乙表示夜间的室温为-2℃，请在图上标出液柱的位置。
【变式训练3】国际单位制中温度的计量单位采用的是热力学温标，热力学温标的单位叫开尔文，用符号K表示，它与摄氏温标的转化关系是：t(℃)=T(K)-273.15(T指的是热力学温标，t是指摄氏温标)。那么一个健康人的体温用热力学温标来表示，应是310K；若衢州在某一天的温度用热力学温标来表示是293K，用摄氏温标来表示应是20℃。
【例1】某刻度均匀但读数不准的温度计，用它测量冰水混合物的温度时，示数是4℃，当冰融化后，水温度升高到某一数值时，发现它的示数恰好与真实温度相等，让水温再增加10℃，而温度计的示数只增加了9℃，那么，当用此温度计去测量一个标准大气压下的沸水温度时，示数变为(B)。
【例2】在标准大气压下，把原刻度模糊不清的酒精温度计与刻度尺平行地放在冰水混合物中，这时温度计的液柱面恰好对准刻度尺上8mm的刻度线；当放在沸水中时，温度计的液柱面恰好对准208mm的刻度线。则当温度计的液柱面对准100mm刻度线时，所测的温度为(C)。
【变式训练1】一支刻度不准确的温度计，插入冰水混合物时读数为-3℃，插入1标准大气压下的沸水中时读数为77℃，现测得气温为17℃，那么室内实际气温是(C)。
【变式训练2】舒涵同学自制了一支温度计，这支温度计共有110个刻度，他用该温度计测冰水混合物时，温度计液面停在第20格，用该温度计测沸水的温度时(一个标准大气压下)，温度计液面停在第70格，求：
(3)若用该温度计测水壶中水温时，液面停在55格，则壶中水温是多少?
(1)因为1标准大气压下沸水温度为100℃，冰水混合物温度为0℃，则该温度计每一格表示的温度，即分度值为：
(2)据这支温度计共有110个刻度，他用该温度计测冰水混合物时，温度计液柱停在第20格，用该温度计测标准大气压下沸水的温度时，温度计液柱停在第70格可知，故该温度计在第70格上方还有40格，故此时该温度计能测的最高温度是t=100℃+40×2℃=180℃，同理该温度计在第20格下方还有20个格，所以此时该温度计能测的最低温度是t=-20×2℃=-40℃。故该温度计的量程是：一40℃~180℃；(3)若该温度计测温水的水温时，液柱停在第55格，则该温水的温度是t=(55-20)×2℃=70℃。
16.有一支刻度不准确但刻度线均匀的温度计甲，把它与一支标准的温度计乙对比后发现，当乙的示数为20℃时，甲的示数为15℃；当乙的示数为80℃时，甲的示数为95℃。问：当甲的示数为一1℃时，乙的示数为多少?是否存在这样一个温度，使甲与乙的示数正好相同?如果存在，那么该温度是多少?
此温度计上每格刻度表示的实际温度为（80℃-20℃）/（95℃-15℃）=0.75，温度计上示数从15℃变化到-1℃，变化了15—(-1)=16格,而15℃时的实际温度为20℃,所以A的示数为-1℃时的实际温度为t=20℃-0.75℃×16=8℃。
设温度上升t时，A、B的示数相同，则解得t=15℃;则实际温度为20℃+15℃=35℃。
17.温标的发展史上，曾出现两种不同的温标。1714年，德国的科学家制成了水银温度计，建立了华氏温标。这种温标是用水银作为测温介质，以水银在玻璃容器内相对膨胀来表示温度，把标准大气压下冰的熔点定为32度，水的沸点定为212度，两者之间等分为180格，每一格称为1华氏度，用℉表示。1742年，瑞典的科学家也用同样的温度计和同样两个原始分度点，建立了摄氏温标。不同的是摄氏温标把标准大气压下冰的熔点定为0度，水的沸点定为100度，两者之间等分为100格，每一格称为1摄氏(1)根据你的观察和分析，把表格填充完整。
(2)分析表中的数据，可推知：华氏温度和摄氏温度的关系式为tF=1.8tc+32。
解：根据表格可知，(1)摄氏温度每增加5℃，华氏温度就增加9℉，所以摄氏温度应该补充的数值是30℃；华氏温度应该补充的数值是68℉；
(2)y与x是一次函数关系,设y=kx+b,把x=0,y=32和x=10,y=50代入函数关系式,得解得
所以函数关系式为y=1.8x+32即tF=1.8tc+32。
18.把温度计插入热水中时，水银柱先是稍微下降然后再上升。造成这一现象的主要原因是什么?
我们在测量水的温度时，玻璃管先受热膨胀，所以温度计里的水银柱会略有下降。但很快水银受热膨胀，就会出现水银柱上升的现象。
19.如图7所示，某同学用一最低刻度为一10℃的温度计测量一杯水的温度，3min后从水中取出温度计，认真细致地进行读数并做好记录。该同学的操作有哪些错误?
解：①温度计的玻璃泡接触了容器底，错误；②读数时温度计的玻璃泡要留在水中，错误。
20.世界上第一个温度计是伽利略根据气体热胀冷缩的性质制成的，它的构造如图8所示。当温度变化时，玻璃管中的液柱就会沿着管子升降。想一想，当外界气温升高时，液柱是上升还是下降?你能解释原因吗?回家仿做一个伽利略温度计，试一试，看看你的想法和实验结果是否一致。
解：当外界温度升高时，玻璃球内气体膨胀，使玻璃管中水位降低；反之，温度较低时，玻璃球内气体收缩，玻璃管中的水位就会上升。因此它是利用空气的热胀冷缩制成的。
21.小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，标度却不准确。它在冰水混合物中的读数是-0.7℃,在沸水中的读数是105.3℃。
(1)当它指示的气温是-6℃时，实际的温度是多少?
(2)它在什么温度附近时误差很小，可以当作刻度正确的温度计使用?
22.小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后，分别用厚度相同的1、2两种保温材�**茫ㄊ辈饬可掌恐兴奈露取Ｊ笛楣讨校椅卤３植槐洹Ｋ胗谜庵址椒ū冉狭街植牧系谋Ｎ滦阅堋１碇懈隽藅时刻(单位是min)测得的两个烧瓶中的水温T?和T?的几组数据。根据这些数据回答以下问题，并说明理由。
(3)在这些水温数据中，哪一个最可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误?并进行推测，正确的数据应该是多少?
(3)所得数据中,t=35min时的T?=50℃最可能是由于测量或记录时的疏忽所产生的错误，因为瓶内水温应该是在连续逐渐变化的，所以描述这一温度随时间变化的关系图线应该为一条连续光滑的曲线，则各个不同时刻所测得的实验数据点都应该在这一光滑曲线上；图中各实验数据点都分别在自己所对应的曲线上，只有t=35min时的数据T?不在其对应曲线上，且偏离此曲线较远，表明该数据点的数值与当时的实际值偏离太大，即该点为一错误的数据点。按照图线变化规律，实际温度应该在46℃左右。
关于温度的测量到此分享完毕，希望能帮助到您。