温度计和温度标尺

关于温度计和温度标度的文章

1. 温度计

测量温度的工具是温度计。温度计种类繁多,但工作原理基本相同。通常,我们使用热敏物体,即那些性质随温度变化而改变的物体。如果物体的温度发生变化,其形状和大小也会随之改变。大多数温度计都使用这种会随温度变化而膨胀或收缩的物体。常用的温度计由玻璃管组成,管内装有酒精或水银。当温度升高时,容器内的酒精或水银会膨胀,导致酒精或水银柱的长度增加。相反,当温度降低时,酒精或水银柱的长度会减少。玻璃管外侧标有刻度,即温度计的刻度。酒精或水银柱顶端所显示的数字表示被测物体的温度值。

另一种常用的温度计是使用双金属片(两种不同类型、膨胀系数不同的金属)的温度计。当温度升高时,一种金属的膨胀量大于另一种金属,导致金属片弯曲。通常,双金属片呈螺旋状,一端固定,另一端连接到刻度指示器。温度变化时,指针会旋转。使用双金属片的温度计通常用作空气温度计、室温计、烤箱温度计等。更精确的温度计通常利用物体的电学特性进行测量。

2. 温度计校准

温度计校准是指对温度计进行校准的过程。以下是校准温度计的步骤:首先,准备一支没有刻度的水银温度计或酒精温度计。其次,准备冰块。第三,准备水。第四,准备一个可以用来将水加热至沸腾的热水器。第五,将冰块和水放入一个容器中(水和冰的质量相等)。然后,将温度计放入装有冰水的容器中。

参见  圆周运动中的物理量

温度计和温度标尺 1温度计和温度标尺 2首先,将温度计与空气接触,使其温度高于冰点。放入容器后,由于水和冰的混合物冷却作用增强,水银柱的长度会缩短。静置直至水银柱长度不再变化(水银柱表面不再移动)。当水银柱长度不再变化时,冰块和水的混合物达到热平衡。标记水银柱的位置(标记水银柱的顶端)。这就是水的冰点或凝固点温度。第六,使用电加热器煮沸水。将温度计插入盛有热水的容器中。当水温升高时,水银柱的长度也会增加(水银柱表面上升)。水沸腾后,水银柱表面停止移动。标记水银柱的顶端。这就是水的沸点或汽化点温度。

如果要制作摄氏温标,则将两点之间的距离分成 100 等分,每条线之间的距离必须相等。底边符号 = 0 oC,而上方符号 = 100 oC. 参见旁边的图示。冰点温度和汽点温度取决于气压。因此,在不同气压环境下校准的温度计会给出不同的读数。常用的水银温度计是在一个大气压下校准的,此时水的冰点温度为0°C。 o摄氏度,沸点温度为100摄氏度。 oC. 普通温度计,例如水银温度计或酒精温度计,通常存在局限性。这类温度计无法测量极低的温度(低于0摄氏度)。 o摄氏度)或非常高的温度(高于100摄氏度) oC)。

参见  温度标度转换

10. 放轻松温度标度

要使用温度计测量温度,必须先设定温度标度。常用的温度标度有两种:摄氏温标和华氏温标。摄氏温标也称为百分温标,百分温标等于一百度。在科学领域,最关键的温度标度是绝对温标,也称为开尔文温标。关于开尔文温标,我们将在后面讨论。摄氏温标和华氏温标的固定点都以水的冰点和沸点为基准。物质的冰点是指其固态和液态达到热平衡时的温度。相反,物质的沸点是指其液态和气态达到热平衡时的温度。冰点和沸点会随气压变化而变化,因此需要先确定气压。通常,我们使用标准气压,即1个大气压(atm)。一个大气压是气压的单位。

3.1 摄氏度

温度计和温度标尺 3摄氏温标上方的固定点采用纯水的沸点,而摄氏温标下方的固定点采用纯水的冰点。纯水的冰点(也称冰点)为零摄氏度(0°C)。 o摄氏度),纯水的沸点(也称为汽点)是100摄氏度。 oC) 冰点和汽化点之间相差100度。在使用摄氏度的温度计中,低于冰点的温度通常用负数表示。

参见  凹面镜成像的特性

3.2 华氏度

华氏希望温度标度为正数,因此他选择了0。 o华氏度表示冰点和盐水混合物的温度(水能达到的最低温度)。测量冰点和汽点温度时,华氏温标上显示的数字是分数。最后,他再次修改了温标,使冰点和汽点温度都变为整数。

在华氏温标中,纯水的冰点(冰点)为华氏32度(32°F)。 o华氏度),纯水的沸点(蒸汽点)是华氏212度(212)。 o华氏度)。冰点和蒸气点之间相隔180度。纯水是指未与其他物质混合的水。纯氢20. 当我们说某个温度时,我们称之为摄氏度(o摄氏度)或华氏度(o华氏度)。例如:热水温度 = 100 oC或180 oF. 我的体温 = 98 oF. 相反,如果我们说的是温度变化或温度差,那么我们就称之为摄氏度(C)。o)或华氏度(F)o例如:初始水温为20 oC. 加热后,温度变为50 oC. 因此,水的温度变化为 30 摄氏度 (30°C)。o).