第4节 科学测量-温度
课程标准
课标解读
知道温度的意义、单位,知道温度计的构造、测量原理,学会正确使用温度计与温度的记录方法。 考查温度计和体温计的原理、读数及正确使用,难度较小,题型主要为选择题和填空题。
知识点01 温度的测量
(一)温度
物体的冷热程度可以用温度来表示。物体较热,我们说它温度高;物体较冷,我们说它温度低。温度相同的物体,冷热程度相同,例如0摄氏度的水和0摄氏度的冰相比,温度相同,冷热程度相同。 (二)温度计
(1)原理:利用水银、酒精等液体的热胀冷缩的性质制成的,
以水银温度计为例,当温度计玻璃泡内水银受热时,水银柱会上升,受冷时,水银柱会下降,观察液柱
的长短变化就可以知道温度的高低。这里采用转换的科学思想,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,在管和玻璃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)常用液体温度计的种类:酒精温度计、水银温度计、煤油温度计等。常用的制造温度计的液体有水银、煤油、酒精等。
(三)温度的单位:摄氏度( ℃ )
温度的单位“摄氏度”不能分开读,例如20摄氏度不能读作“摄氏20度”,而应读作“20摄氏度”;单位符号书写时要注意格式,字母左上角的小圆圈,既不能漏掉,也不能分开或者放错位置。零摄氏度以下,
应读作零下多少摄氏度。
例如,人体的正常体温记作“37℃",读作“37摄氏度”,我国北方漠河的最低气温可达“-52.3℃",读作“负52.3摄氏度”或者“零下52.3摄氏度”
知识精讲
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(四)温度计的刻度
摄氏温度的规定:在标准大气压下,把冰水混合物的温度定为0,水部大气压不变,在水沸腾时的温度定为100。0和100之间分为100等份,每一等份就表示1摄氏度。
(五)温度计的使用方法
(1)使用温度计前的几点注意
①温度计的测量范围
温度计的测量范围是指最高待测物体的温度超出这一范围,使用温度计之前要观察温度计的测
量范围,并判断是否适合测待测物体的温度。
②认清温度计的最小刻度
温度计的最小刻度反映了温度计的准确程度。一般温度计的最小刻度为1摄氏度,所以准确度
不高,体温计最小刻度为0.1摄氏度,准确度较高。使用温度计前要认清它的最小刻度,以便能
按要求准确读数。
(2)使用温度计测温度时的正确方法:选对、放对、读对、记对。
选对选择测量范围合适的温度计,防止被测物体温度过高时,液柱将温度计胀裂。若无法估计被测物体的温度,则应先用测量范围较大的温度计测量,然后再挑选合适的温度计,并使其最小刻度能符合实验准确度
放
对
玻璃泡与被测物体充分接触,不能碰到容器底和壁;玻璃泡要全部浸入被测液体中
玻璃泡碰到杯壁玻璃泡未全部浸入玻璃泡碰到杯底示数稳定后读数,不能将温度计从被测物体中拿出来读数;读数时视线要与温度计内的液面相平,如图所示
读
记对记录数值和单位,0摄氏度以下时,不要忘记负号
对
【能力拓展】
(1)摄氏度是温度的常用单位,不是国际单位制中的单位,在国际上采用热力学温度,它的单位是开尔文,简称开,符号是K。热力学温度(T)与摄氏温度(t)的换算关系为T=t+273.15开。
(2)图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。
工作原理:若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体质量不变,体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。
当气温升高,球形容器内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降,反之升高。故温度计的刻度值上小下大。(3)A:温度计插入待测液体后,测温物质与待测液体进行热传递,最后达到热平衡,测温物质的体积不再变化,这时才能反映出待测液体的温度。
读数时温度计不能离开被测液体,因为离开被测液体温度计玻璃泡就与空气接触,立即发生热传递,液柱长度就会发生变化。
B:温度计的刻度间隔较小,估读不太准确,在现阶段未做特别说明的情况下,可以不用估读到最小刻度下一位。
C:温度计的示数代表玻璃泡内的液体的实时温度,当示数稳定时,说明内外温度相等,此时读数才是待测物体的准确温度。
D:不能将温度计当成搅拌器使用,以免碰坏玻璃泡。实验完毕应把温度计外壁用软布擦干净并小心放于盒内,防止磕碰。因水银蒸气有毒,对已损坏的水银温度计必须及时将水银放入密闭的容器中封存,不能任其流失造成危害。
【即学即练5】(2020七上·镇海期末)常用液体温度计是根据________制成的;在1 标准大气压下,把
________的温度规定为0℃,把________的温度规定为100℃。在观察体温计所显示的人体温度时,可以在体温计离开被测人体后读数,这是因为体温计的内径有一处特别________的结构。
【答案】液体的热胀冷缩;冰水混合物;沸水;细的弯曲
【解析】(1)常用液体温度计是根据液体的热胀冷缩制成的;在1 标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0℃,把沸水的温度规定为100℃。
(2)在观察体温计所显示的人体温度时,可以在体温计离开被测人体后读数,这是因为体温计的内径有一处特别细的弯曲的结构。
【即学即练6】(2020七上·台州期末)如图所示是小柯同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞处不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)将此装置放在阳光下,温度升高时液柱向________移动。
(2)在标准大气压下,先把瓶放到冰水混合物中,一段时间后液柱稳定在A,此处标注________℃。再把瓶浸在沸水中,待稳定后,在液柱处作好标记B。然后把装置放在室内,液柱稳定在C 点,用刻度尺测得AB 为25cm,BC 为18cm,则此时室温为________℃。
【答案】(1)右/B
(2)0;28
【解析】(1)根据气体热胀冷缩的性质分析;
(2)根据摄氏温标的标注方法解答。温度计上的刻度都是均匀的,因此温度的变化量与刻度的变化量成正比。设温度为t,液柱长度的变化量为L,那么它们之间的关系为:,据此计算即可。
【解答】(1)将该装置放在阳光下,烧瓶内空气受热,体积膨胀,液柱向右移动;
(2)在标准大气压下,先把瓶放到冰水混合物中,一段时间后液柱稳定在A,此处标注0℃。
当BC为18cm时,AC=25cm-18cm=7cm,
根据得到:;
解得:t=28℃。
知识点04 体温计
(一)体温计的构造特点
①有较大的玻璃泡,温度的微小变就能使水银柱长度显著变化。(最小刻度为0.1摄氏度,测量范围
为35摄氏度--42摄氏度)
②玻璃泡与玻璃管之间有一段弯曲的玻璃管,当体温计离开人体时,温度忽然下降,水银快速收缩,
水银柱断开退不回来,所以体温计能离开人体读数。(体温计内的水银柱不能自动落回到35摄氏度以下,测量前要用手捏紧体温计的上部,用力甩几下,使体温计内的水银柱回落到35摄氏度以下) (二)测量体温的方法
口测法:将消毒过的体温计置于舌下,紧闭口唇(用鼻呼吸),放置5分钟后读数。此法测体温较可靠,
但对婴幼儿及神志不清者不能使用。
肛测法:受测者取侧卧位,将温度计头涂以润滑剂,徐徐插人肛门,深达体温计长度的一半为止,放置5分钟后读数。此法多用于小孩子及神志不清者,最好由医护人员执行。
腋测法:将腋窝汗液擦干,把体温计放在腋窝深处,用上臂将体温计夹紧,放置3~ 5分钟后读数。腋测法较安全方便,不易发生交叉感染,广为采用。
(三)其他温度计
液体温度计的测量范围非常有限,随着科学技术的发展,测量温度的方法越来越多,技术也越来越先进。常用温度计除了液体温度计以外,还有电子温度计、金属温度计等。色带温度计能方便地跟踪动物的体温变化;卫星能遥感测出海水0.1摄氏度的变化;天文学中常用光谱分析的方法研究恒星的温度。
【能力拓展】
(1)体温计内径比普通温度计更细,改变相同温度时,液柱变化更明显,因此,最小刻度更小。
(2)由于水银柱更细,水银柱不易看清,因此水银温度计截面形状如图所示。
弧形表面利于放大水银柱,白底更易看清水银柱,便于读数,因此从A面来看。
(3)体温计与常用温度计的区别
仪器体温计常用温度计
用途测人的体温测物体温度
测量
范围
35摄氏度~ 42摄氏度,范围小零下几摄氏度至110摄氏度左右,范围大最小
刻度
0.1摄氏度1摄氏度
构造玻璃泡与玻璃管之间有一段特别细的弯曲
的玻璃管
内径细而均匀的玻璃管,下端是玻璃泡
使用方法能离开人体读数,温度降低时,玻璃管内
液体不能自动回落,使用前要用力甩几下
不能离开被测物体读数,温度降低时,玻
璃管内液体自动退回玻璃泡
【即学即练7】(2020七上·滨江期中)某同学用体温计给一位生病的同学量体温,结果读数为38.4℃。该同学在未甩的情况下,又用该温度计依次给生病的甲、乙、丙三位同学量体温,测得结果:甲为38.4°C,乙为38.4℃,丙为39.6℃,则( )
A.甲、乙肯定正确,丙也可能正确
B.乙、丙肯定正确,甲也可能正确
C.只有丙的正确
D.丙肯定正确,甲和乙也可能正确
【答案】D
【解析】体温计的液泡上方有一段细小的弯曲,因此水银柱不能在重力作用下流回液泡,则它的示数只能上升不能下降,据此分析解答。
原来体温计的示数为38.4℃,甲和乙的示数还是38.4℃,没有变化,那么它们的体温可能低于或等于38.4℃;而丙的示数为39.6℃>38.4℃,即示数上升,那么丙的体温肯定正确。
故D正确,而A、B、C 错误。
【即学即练8】(2020七上·温岭期中)温度计是根据液体________原理制成的,图1中的温度为________ ℃。要看清体温计中液柱的位置就应沿图2中________(填字母)的方向观察。
【答案】热胀冷缩;-15;A
【解析】(1)根据液体温度计的工作原理解答;
(2)弄清温度计的分度值,再根据液面的位置读数;
(3)根据凸透镜的放大作用分析。
【解答】(1)温度计是根据液体热胀冷缩原理制成的;
(2)根据图片可知,温度计的分度值为1℃,那么示数为-15℃;
(3)当沿图2中A的方向观察时,温度计的中间比边缘厚,相当于一个凸透镜,我们可以看到水银柱放大的像,看起来非常清晰。
能力拓展