第11讲 温度计

突破点1  液体温度计的工作原理 

例题1【4☆】液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的．用两种不同的液体做成两支温度计，刻度的方法，都按照摄氏度的方法．现在用这两支温度计分别去测量两个物体的温度，正确的说法是（　　）

A、只要两支温度计的读数相等，被测两物体的实际温度就相等 

B、如果两支温度计读数相等，被测两物体实际温度肯定不等 

C、最少存在两个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等 

D、最多只存在一个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等 

解析：设这两支温度计分别为温度计A，温度计B．因为不同液体膨胀率不同，而刻度又是相同的，当用两只温度计A、B测第一个物体时，可以得到两个不同的温度Ca1、Cb1，测第二个物体时得到Ca2、Cb2． 

Ca1一定不等于Cb1；Ca2一定不等于Cb2  故选项A、B错误．当两个物体实际温度相等时：Ca1=Ca2、Cb1=Cb2；故选项C正确． 

当两个物体实际温度不等时，存在三种可能： 

1、四个温度值都不相等． 

2、Ca1=Cb2，Ca2一定不等于Cb1． 

3、Ca2=Cb1，Ca1一定不等于Cb2． 

最多存在4个温度值，故选项D错误．
答案：C。
点拨：本题考查了温度计的测温原理及使用方法，不同液体的膨胀率不同，而刻度相同，所以用这两支温度计测同一物体的温度时，读数是不同的．

突破点2  摄氏温度计校准 

例题2【5☆】有一支刻度均匀但示数不准确的温度计，测量时温度计的示数（T）与实际准确温度（t）关系的图象，如图所示．

（1）将此温度计分别放入冰水混合物和标准大气压的沸水中，温度计的示数各为多少？
（2）若用这支温度计测出教室里的温度为23℃，则实际温度是多少？
（3）分析图象信息，写出T与t数学关系式．
解析：（1）测量温差：32℃-14℃=18℃，
实际温差：30℃-10℃=20℃，
它们之间的关系是 18/20= 9/10
分析图象可以发现：
14℃-0.9×10℃=5℃，32℃-0.9×30℃=5℃，
由此得出测量的温度值与实际温度值的关系为：T=0.9t+5℃
冰水混合物的温度是0℃，该温度计的示数就是：
T=0.9×0℃+5℃=5℃；沸水的温度是100℃，该温度计的示数就是：T′=0.9×100℃+5℃=95℃．
（2）将23℃代入T=0.9t+5℃，可得：
23℃=0.9t+5℃
则0.9t=23℃-5℃，所以t=20℃
（3）T与t的关系式：T=0.9t+5℃
答案：（1）冰水混合物中温度计的示数为5℃；沸水中温度计的示数为95℃；
（2）实际温度是20℃；
（3）T=0.9t+5℃．
点拨：解答本题的关键是在于要找出测量值与实际值之间的关系，而这也正是该题的难点．虽然测量的温度值和实际温度值不相同，但它们的变化温度是相同的，利用图中相对应的几个数据就可以找出它们之间的关系。虽然这支温度计的示数不准确，但它的刻度是均匀的，这样我们就可以找出这支温度计测量物体温度的示数与实际准确温度的关系了．由图可知：32℃-14℃=18℃，对应的实际温度差是30℃-10℃=20℃，它们之间的关系是 18/20= 9/10；同样，我们发现50℃-14℃=36℃，对应的实际温度差是50℃-10℃=40℃，它们之间的关系也是 36/40= 9/10，然后我们就可以找出测量值和实际值之间的关系是T=0.9t+5℃．

突破点3  摄氏温度与液柱长度的关系 

例题3【5☆】有一支刻度均匀但读数不准的温度计甲，把它放在纯净的冰水混合物中时示数为零下6摄氏度，放入一标准大气压下的沸腾的纯水中时示数为84℃，若放在教室内时示数为21℃，则教室的实际温度为_____．如果一杯热水的实际温度为60℃，则显示温度为_________．另有一支温度计乙，其外面的刻度已模糊不清，现把此温度计的玻璃泡插入冰水混合物里，用刻度尺测得温度计内红色液体柱长为3cm，若把玻璃管插入100℃的沸水中，测得红色液柱长为27cm，现用此温度计测某液体的温度，用刻度尺测得红色液柱长为15cm，那么此液体的温度为_______．在室内气温为25℃时，用刻度尺测得红色液柱长为__________cm．
解析：当温度为21℃时，实际温度为t1=（21+6）× 100℃/90=30℃；
当实际温度为60℃时，对应的温度为t= 60×90/100℃-6℃=48℃；
水银柱4厘米时的温度是0℃，27厘米时的温度是100℃．所以1厘米水银柱表示的温度= 100℃/(27-3)= 100℃/24；
在液体中水银柱的长度=15厘米-3厘米=12厘米，液体的温度=12× 100℃/24=50℃；
在室内气温为25℃时，用刻度尺测得红色液柱长= 25×24/100cm+3cm=9cm．
答案：30℃；48℃；50℃；9．
点拨：本题考查温度的计算，难点是知道冰水混合物的温度为0℃，一个标准气压下沸水温度是100℃；这是解题的关键，本题难度不小. 我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃，沸水的温度是100℃．所以这支温度计上的示数-6℃所对应的实际温度是0℃，示数84℃对应的实际温度是100℃．
由于-6℃到84℃之间有90个格，那么用实际的100℃除以90个格就是这支温度计一个小格表示的温度值了，即 100℃/90；那么当示数为21℃时，从-6℃到21℃之间有27个格，用27× 100℃/90算出的就是实际的温度；实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求；冰水混合物的温度是0℃，一个标准气压下沸水温度是100℃．此温度计上用24（27厘米-3厘米）表示，即1厘米表示 100/24℃，再根据温度计在液体中的实际长度12厘米（15厘米-3厘米）得出液体的温度；已知室内的温度，根据上述原理同样可求红色液柱的高度．

突破点4  设计与制作温度计 

例题4【5☆】设计制作题
给你一根玻璃管、一个核桃大的玻璃泡、一个玻璃杯，请你借用其他器材制作一个可以判断温度变化和温度高低的温度计，写出制作方法和使用方法
（1）制作方法：
（2）使用方法：
解析：制作测量温度的仪器，我们可以想到伽利略温度计的原理，即根据气体的热胀冷缩的原理制成．当外界的温度升高，气体玻璃泡内的气体膨胀，压强增大，水柱下降，反之温度升高．
（1）制作方法：玻璃泡和玻璃管连在一起，玻璃杯中盛满水，先给玻璃泡加热，然后把玻璃泡插入到水中，此时因为玻璃泡中的气体被加热膨胀，气压减小，外界大气压把玻璃杯中的水压入玻璃管，故玻璃管中的水柱高于玻璃杯中的水柱．
如图所示：

（2）使用方法：
使用时，先给玻璃泡加热，然后把玻璃泡插入到水中，玻璃管中的水面就会上下移动，给据移动的多少就可以判断温度的变化和温度的高低
[温度越高，玻璃管中水面越低；温度越低，玻璃管中水面越高]
点拨：本题是一道难题，设计此题的关键是知道伽利略温度计的原理，以及使用方法。
创新能力挑战
1.【5☆】一只自制温度计有81根均匀刻线，若把它插入正在熔化的冰水混合物中，水银柱下降到第11根刻线，当把它插入在标准大气压下的沸水中时，水银柱升高到第61根刻线．现选用摄氏温标，这个温度计的测量范围是（　　）
A、-5℃～110℃ B、-18℃～138℃
C、-20℃～140℃ D、-22℃～142℃
2、【4☆】有一只温度计的刻度不准，将此温度计在一标准大气压下放人冰水混合物中，示数是-2℃；放在一标准大气压下的沸水中示数是98℃．若将温度计放在室内空气中示数是26℃，则室内空气的实际温度是（　　）
A、25℃ B、28℃ C、24℃ D、以上结论都不对
3、【4☆】一支没有刻好刻度的温度计，插放在冰水混合物中，水银柱长度是5厘米；然后插放在烧杯内正在沸腾的水中时，水银柱长度为30厘米；若用温度计去测量某液体，水银柱长度是15厘米，则液体的温度是_______℃．