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制作简单温度计


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  在一个小玻璃瓶里,装上多半瓶带颜色的水,再配一个合适的软木塞。软木塞上插进一根一端密闭的细玻璃管。先把细玻璃管密闭的一端加热(加热时离火远点,防止破裂),然后迅速把软木塞塞进瓶口,让细玻璃管的开口端插入带颜色的水中,玻璃管中就会出现一个带颜色的水柱。选定几个时间,如早晨、中午、傍晚,观察这些时刻水柱的高度,并在玻璃管上划出记号。这样,根据水柱高度的变化,就可以知道每天相应的时间冷热的变化情况。

  世界上最早研制温度计的,是著名的意大利科学家伽利略。大约在1599年,伽利略制作了一根玻璃管,管的一端是个空玻璃泡,另一端开口。他先把空玻璃泡加热,使玻璃管里的空气跑出去一部分,然后把开口端浸入水中,这时水就会注入玻璃管中,升到一定的高度就停止不动了,形成一个高于外部水面的水柱。当天气转热的时候,玻璃管里的水柱就会降低,天气越热,下降的高度也越大;当天气变冷的时候,玻璃管中的水柱就会升高,天气越冷,上升的高度也越大。也就是说,水柱高度升降的情况,反映了天气冷热变化的程度。当然,这只是一种很简单粗糙的仪器,还不能说明天气冷热变化的确切程度。但是,这毕竟是世界上最早的温度计,它开创了人类测定温度的道路,后来的许多温度计,只不过是这种方法的改进和完善罢了。

  为了能了解每天的温度值,可以这样做:

  在记录一天里水柱高度变化的记号中,选取最高点和最低点,然后把这两点之间的距离等分成若干分(比如10等分)。假定我们把最低点规定为0度,把每一小格定为一度,那么我们就能根据水柱高于0度的小格数来确定气温的度数了。

  但是,所有早期的温度计都含有空气,管子上的刻度也是任意定的,标准很不统一,误差也很大。要制造统一标准的比较精确的温度计,就必须选取具有一定客观标准的基准,然后来定刻度。我们把依据一定的标准而划分的温度标志叫做温标,当前常用的有摄氏温标和华氏温标。

  华氏温标是德国物理学家华伦海特创立的。华伦海特在研究温度的过程中,发现水的沸点和大气压有关,因此,他选择一个大气压下水的冰点为32度,水的沸点为212度,冰点和沸点之间分成180度。由于他最先克服了伽利略式温度计的缺点,于1709年发明了实用的温度计,为此他被誉为测温术之父。通常华氏温标用字母F表示,如50°F表示华氏温标50度。

  随后,瑞典天文学家摄尔萨斯又创立了摄氏温标。他是以一个大气压下水的冰点为0度,水的沸点为100度,中间分成100等分,因此也叫百分温标。通常摄氏温标用字母C表示,如20℃表示20摄氏度。我们国家通用的是摄氏温标。 随着科学技术的不断发展,人们根据实际需要,设计创造了不同用途的温度计。

  在我们的日常生活中,常用的温度计是气温计和体温计。这类温度计都是在玻璃管里注入酒精或水银等液体,用液柱的高度变化来指示温度,因此也叫做液体温度计。

  这类温度计制造简单,使用方便。

  但是,由于注入的液体本身的沸点不高,冰点不很低,所以,这类温度计无法测量高温和低温。例如,体温计是用来测体温的,人的正常体温一般是37℃左右,所以体温计的刻度范围便选取在35℃-42℃之间。它只适合测量体温,超出这个范围的温度,就无能为力了。

  在工业生产和科学研究中,要精确地测量高温或低温,用的是其他类型的温度计,如电阻温度计、温差电偶温度计、光学高温计、蒸汽压温度计等等。


作者:佚名 来源:中国基础教育网 发布时间:2006年01月10日
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