细品教材
在法国首都巴黎,有一座300 m高的埃菲尔铁塔,有七千多吨重.奇怪的是,这座铁塔只有在夜间才能与地面垂直,上午铁塔向西倾斜100 mm,中午铁塔向西北倾斜70 mm,在冬季气温降低到零下10 ℃,塔身比炎热的夏天矮17 cm,人们称为“埃菲尔铁塔之谜”.
其实这个“谜”就是铁塔的“热胀冷缩”,因为铁塔是钢铁结构,热胀冷缩程度较明显,所以铁塔随温度的变化而变化.
这里“温度”与“热胀冷缩”的含义是什么呢?
一､温度★★★
情景再现
(1)今天真热啊!
(2)这杯水怎么这么烫啊!
(3)明天冷空气就要来临了,要多加点衣服.
状元笔记
物体较热,我们说它温度高;物体较冷,我们说它温度低.
归纳总结
物理学中把物体的冷热程度叫做温度.
实验探究
实验1:拿三只相同的水杯,一只盛半杯冷水,另一只盛半杯温水,还有一只盛半杯热水(不要太热),按冷､温､热的顺序排列好,首先用手指按由冷到热的顺序浸入水中,你会觉得怎样?
实验2:如果在实验1的基础上,把手指在三只水杯上浸没的顺序倒过来,你的感觉又是怎样的呢?
实验3:现在我们再改变一下浸没的方式,如图所示,让一只手的食指浸到热水里,另一只手的食指浸到冷水里,几秒钟后,同时取出两手并立即浸到温水里,这时,你的感觉将怎么样?
感觉体验 实验1中的感觉是:三只杯中水是一杯比一杯热;实验2中的感觉是一杯比一杯冷;实验3中的感觉是从冷水中移到温水中的手指感到水是热的,而从热水中移到温水的手指感到水是冷的.
规律总结 可见人的感觉有时会出现偏差.为了得到精确的数据,作出准确的判断,我们需要用科学的测量工具来测物体的温度——温度计.
规律说明
(1)人对物体(环境)冷热程度的感觉判断依赖于前后两个环境的比较,因此得到的结论反映的是主观感觉,不是物体客观的冷热程度.物体的冷热程度从人的感觉而来,但是单凭人的感觉判断物体的冷热程度是不可靠的.
(2)温度这个物理量,物理学中用t表示,它的单位叫摄氏度,符号为℃.正如测量长度需对“1 m”进行规定一样,温度也是如此.为了让世界各地的人们掌握的标准一致,这种规定应以自然界中某些稳定的温度为基础.科学家经过不断地探索,发现冰水混合物的温度和水沸腾的温度(标准大气压下)很稳定,于是将这两个温度分别定为0 ℃和100 ℃,并把它们之间分成100等份,每一份即1 ℃,就是摄氏温度的一个单位.
状元笔记
温度的单位“摄氏度”不能分开读,如10 ℃不能读作“摄氏十度”;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,也不能分开或位置不对.
提示 了解几个常见的自然界中的温度:人体的正常体温约为37 ℃;我国最低气温约为-52 ℃;沸水的温度为100 ℃;煤气灯火焰的温度为1 500 ℃左右;冰熔化时的温度为0 ℃;白炽灯发光时灯丝的温度约为2 500 ℃;太阳表面的温度为6 000 ℃左右.
二､温度计的构造和原理★★★
(1)温度计的构造:取一支实验室用的温度计,温度计的主要结构:内径很细且均匀的玻璃管;玻璃管下端有一容积较大的玻璃泡,在玻璃管与玻璃泡中装入适量的测温液体(酒精､水银､煤油);玻璃管外壁有均匀的刻度.
任何一支温度计都有最低刻度和最高刻度,它们组成了温度计的测量范围,即量程,所测温度不得低于温度计的最低刻度值,也不能高于温度计的最高刻度值.温度计上每小格代表的温度值叫分度值.
状元笔记
有少数物质在一定的温度范围内温度升高时,体积反而减小,这种现象叫做反常膨胀现象,例如水在0 ℃～4 ℃之间,其体积随温度升高而减小,温度高于4 ℃时仍遵循热胀冷缩的规律.
(2)温度计的原理:温度计的原理是利用液体的热胀冷缩的性质,液体的温度变化越大,则体积的变化也越大,为了使一定体积的变化显示得更明显,所以在温度计的下端有一个容积较大的玻璃泡,正如我们自制的温度计中的小瓶一样,上部是均匀的细管,正是这根细管把一定体积的变化显示得很清楚,因而将温度的变化也能敏感地表现出来.温度计的细管越细,它显示的温度越精确.
(3)温度计刻度的划分:将所制作的温度计的液泡放在冰水混合物中,待玻璃管内的液柱不再上升时,记下所处的位置,此位置标记为0 ℃,再把温度计的液泡放在标准大气压下的沸水中,待示数稳定后,标下所处的位置为100℃,由于玻璃管内的管径是均匀的,所以在所标的0 ℃和100 ℃之间均匀地分成100等份,则每一份为1 ℃.
三､温度计的分类★★
我们在日常生活中,常见的温度计有三种(如图所示):实验室用温度计(甲)､体温计(乙)和寒暑表(丙).
三种温度计有其相同之处,也有其不同之处.三者的相同之处:它们的制造原理都是利用液体的热胀冷缩规律制成的.在结构上,实验室用温度计和寒暑表是相同的,都是玻璃泡直接与温度计内的直玻璃管相连,而体温计的玻璃泡没有直接与温度计内的直玻璃管相连,它们之间是通过一段很细的细管相连的,体温计的这种结构,可以使体温计的玻璃泡内的水银在温度升高时,发生膨胀,通过细管挤到直管中去,当温度降低时,水银变冷收缩,细管内的水银断开,直管内的水银却不能退回到玻璃泡内;而实验室用温度计和寒暑表的结构是玻璃泡与直管直接相连.这样的结构当温度降低时,进入直管内的液体又能马上退回到玻璃泡中.因此,在使用方法上实验室用温度计在测液体温度时,玻璃泡不能离开被测液体,如果离开,温度计的示数就不是被测液体的温度了.而体温计在离开被测人体后,它的示数却仍然能指示出被测人体的温度.也正因如此,每次使用体温计时,都要拿着体温计把水银甩下去.而实验室用温度计在使用前却不用甩.另外,三种温度计的量程和分度值都不相同.
四､温度计的使用★★★
1.使用前:温度计是测量温度的测量仪器,在使用温度计前,首先应该弄清以下几个方面的问题(如图所示).
(1)是否有零刻度?
(2)它的量程,也就是它的测量范围是多少?
(3)它的分度值是多少?分度值是指两条相邻的最小刻度线间的距离,它决定着温度计的准确程度.
2.使用过程中:要正确使用温度计,应做到:①选对;②放对;③看对;④读对;⑤记对.
①选对:指对温度计量程的选择,不同的温度计其量程是不同的,而测量的对象不同,所需温度计的量程也不同.另外不同温度计的分度值也不同,而测量的对象不同,所需温度计的分度值(即精确度)也不同,例如实验室中,测水的温度,就不能用体温计.因为体温计的测量范围是35 ℃～42℃,而水的温度有可能低于35 ℃或高于42 ℃,这样,如果用体温计测低于35 ℃的水温,则测不出数值,如果测高于42 ℃的水温,不但测不出,而且还有可能将体温计胀破.
②放对:指对实验用温度计的放置:温度计的玻璃泡应完全浸没在被测液体中,并且温度计的玻璃泡不能碰到容器的底或侧壁,否则,温度计测的就不是被测液体的温度了.读数时,温度计的玻璃泡不能离开被测液体.
③看对:指读数时,视线要平视玻璃管内液柱的凹面,不能仰视,也不能俯视.仰视造成的结果是:读出的温度值比实际值偏高;俯视造成的结果是:读出的温度计值比实际值偏低.
④读对:是指对零上温度值和零下温度值应区分开.一般来说(指温度上升情况),温度计中的液体向哪一侧流动,哪一侧就是零上温度值,而另一侧即为零下温度值.二是指温度计的读数没有估计值,或者说读出数的最后一位就是准确值(即分度值).不用再估计分度值后面的数字.三是指读数时必须等玻璃管中液柱稳定后再读.
⑤记对:指除了正确无误地记下所读出的数字外,还要标明单位,只写数字而未标明单位的记录是无意义的,而忘记写单位是初学者最容易犯的错误.
梳理整合
本节主要通过实验的方法引入了温度的概念,温度是表示物体冷热程度的物理量,同时对测量温度的工具――温度计的原理､种类､使用方法进行了比较学习,使我们对日常生活中的一些温度值有了一个确切的认识.
思维感悟
体温计､实验室用温度计､寒暑表的主要区别:
