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  4. 温度计的构造及工作原理

有一支读数不准确的温度计,玻璃管的内径和刻度都均匀,用此温度计测量冰水混合物,示数是2℃,放在一个标准气压下的沸水中,温度示数是98℃,用该不准确温度计测得室温为26℃,

一、题文

有一支读数不准确的温度计,玻璃管的内径和刻度都均匀,用此温度计测量冰水混合物,示数是2℃,放在一个标准气压下的沸水中,温度示数是98℃,用该不准确温度计测得室温为26℃,实际室温是______℃,当实际温度是______℃时,该不准确温度计示数与测量的实际温度相同.当实际温度是40℃时,该不准确温度计示数是______℃.

考点提示:温度计的构造及工作原理

二、答案

(1)因为1标准大气压下沸水温度为100℃,冰水混合物温度为0℃,则该温度计每一格表示的温度为:
100℃
98℃-2℃
℃=1.04℃;
起始温度为2℃,所以读数为26℃时的格数为:26-2=24,所以此时对应的实际温度为:24×1.04℃=25℃.
(2)根据实际温度和显示温度相等,设液体的实际温度为t,则:
1.04℃×(t-2)+0℃=t
解得:t=52℃
(3)实际温度为40℃时,液柱应上升的格数是:
40
1.04℃
≈38,此时示数为38+2=40℃
答:(1)此温度计的实际分度值是1.11℃;
(2)测得的温度是32℃时,实际温度是30℃.

三、考点梳理

知名教师分析,《有一支读数不准确的温度计,玻璃管的内径和刻度都均匀,用此温度计测量冰水混合物,示数是2℃,放在一个标准气压下的沸水中,温度示数是98℃,用该不准确温度计测得室温为26℃,》这道题主要考你对 温度计的构造及工作原理 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:温度计的构造及工作原理

考点名称:温度计的构造及工作原理
  • 定义:
    温度计,是测温仪器的总称,可以准确的判断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。

  •  

  • 工作原理:
       根据使用目的的不同,已设计制造出多种温度计。其设计的依据有:利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象;在定容条件下,气体(或蒸汽)的压强因不同温度而变化;热电效应的作用;电阻随温度的变化而变化;热辐射的影响等。
     一般说来,一切物质的任一物理属性,只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化,都可用来标志温度而制成温度计。

    实验室温度计的构造:玻璃外壳、毛细管、玻璃泡、刻度、温标。
  • 各种温度计工作原理
    1.气体温度计:多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用于精密测量。

    2.电阻温度计:分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计,都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的;半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠,已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。高精度温度计高精度温度计

    3.温差电偶温度计:是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端,另两端与测量仪表连接,形成电路。把工作端放在被测温度处,工作端与自由端温度不同时,就会出现电动势,因而有电流通过回路。通过电学量的测量,利用已知处的温度,就可以测定另一处的温度。它适用于温差较大的两种物质之间,多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温,有的能测接近绝对零度的低温。

    4.高温温度计:是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计,有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂,这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温。

    5.指针式温度计:是形如仪表盘的温度计,也称寒暑表,用来测室温,是用金属的热胀冷缩原理制成的。它是以双金属片做为感温元件,用来控制指针。双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起,且铜片在左,铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多,因此当温度升高时,铜片牵拉铁片向右弯曲,指针在双金属片的带动下就向右偏转(指向高温);反之,温度变低,指针在双金属片的带动下就向左偏转(指向低温)。

    6.玻璃管温度计:玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同,所以我们常见的玻璃管温度计主要有:煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单,使用方便,测量精度相对较高,价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传,易碎。

    7.压力式温度计:压力式温度计是利用封闭容器内的液体,气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。压力式温度计的优点是:结构简单,机械强度高,不怕震动。价格低廉,不需要外部能源。缺点是:测温范围有限制,一般在-80~400℃;热损失大响应时间较慢。

    8.水银温度计:水银温度计是膨胀式温度计的一种,水银的凝固点是-38.87℃,沸点是356.7℃,用来测量0--150℃或500℃以内范围的温度,它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度,不仅比较简单直观,而且还可以避免外部远传温度计的误差。

    9. 双金属温度:计双金属温度计是一种适合测量中、低温的现场检测仪表,可用来直接测量气体、液体和蒸汽的温度(见图)。该温度计从设计原理及结构上具有防水、防腐蚀、隔爆、耐震动、直观、易读数、无汞害、坚固耐用等特点。可取代其他形式的测量仪表,广泛应用于石油、化工、机械、船舶、发电、纺织、印染等工业和科研部门。

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