Question

有一組同學對溫度計進行專題研究.他們通過查閱資料得到17世紀時伽利略曾設計過一個溫度計，其結構為：一麥稈粗細的玻璃管，一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內吸入一段水柱，根據管中水柱高度的變化可測出相應的溫度.

為了研究“伽利略溫度計”，同學們按照資料中的描述自制了如圖8-2-27所示的測溫裝置，圖中A為一塑料小瓶，B為一吸管，通過軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中.使管內外水面有一高度差h，然后進行實驗研究：

圖8-2-27

（1）在不同溫度下分別測出對應的水柱高度h，記錄的實驗數據如下表所示.

溫度/℃	17	19	21	23	25	27
h/cm	30.0	24.9	19.7	14.6	9.4	4.2
Δh=hn-1-hn	5.1

根據表中數據計算相鄰兩次測量水柱的高度差，并填入表內的空格，由此可得結論：

①當溫度升高時，管內水柱高度h將____________________（選填“變大”“變小”或“不變”）.

②水柱高度h隨溫度的變化而________________（選填“均勻”或“不均勻”）變化；試從理論上分析并證明結論②的正確性（提示：管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓）.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

（2）通過實驗，同學們發現用“伽利略溫度計”來測溫度，還存在一些不足之處，其中主要的不足之處有：

①____________________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________________.

Answer 1

（1）5.25.15.25.2

①變小②均勻V/T=ΔV/ΔT=k（k為常數）

ΔV=k·ΔT=k·Δt

所以Δh=×Δt

（S為管的橫截面積），即h隨溫度的變化而均勻變化.

（2）①測量溫度范圍小；②溫度讀數受大氣壓影響.

解析:

根據Δh=h_n-1-h_n可依次計算出相鄰兩次測量水柱的高度差，根據測得的數據，可以得到管內水柱高度隨溫度的升高而下降，水柱高度h隨溫度的變化而均勻變化.證明時可將被封閉的氣體選作研究對象，因為管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓，所以封閉氣體的壓強近似等于大氣壓強，其發生的變化看作等壓變化，即可證出.其不足之處一是測量溫度的范圍小，二是當大氣壓強改變時，h的高度將隨著改變.