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为什么温度计不用水?有很多朋友都谈及过这个问题,我认为他们谈的都很对,但根据我对这一问题的理解,他们谈的都不够全面,我认为至少同如下的因素有关.
1.水有反常膨胀现象是主要的原因 水在4℃以上,与一般的物质相同是热胀冷缩的,而在0和4℃之间却是冷胀热缩,且这段冷胀热缩的系数与热胀冷缩的不同。这是水的一种特殊性质,如果温度计里装的是水,则无法标度0℃到4℃之间的刻度,如3℃和5℃刻度就可能重合.在用这样的温度计测量4℃左右的温度时,无法确定其读数.
2.热膨胀系数的原因 水的热膨胀系数为2.1×10-4℃,水银、酒精、煤油的热膨胀系数分别为1.8×10-4℃、1.1×10-3℃、1.0×10-3℃。同样体积的液体都升高1℃,酒精和煤油膨胀的体积约是水的5倍,那么在利用体积变化的刻度方面,水的刻度距离小,酒精和煤油的刻度距离大,相同的温度间隔距离大,不仅为测量和读数带来方便,且能够测量较小温度变化值。 3.比热容的原因 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),水银、酒精、煤油的比热容分别为0.14×103J/(kg·℃)、2.4×103J/(kg·℃)、2.1×103J/(kg·℃)。水的比热容是水银的30倍,如果质量相同的水和水银,吸收相等的热量,水银升高的温度是水的30倍。用水做的温度计就不灵敏,可见用装水的温度计对于被测物体的温度影响大,达到热平衡的时间长;而水银温度计对于被测物体的温度影响小,达到热平衡的时间短。特别是测量比较小的物体,如果温度计对它有影响,其温度的测量值就不准确了。 4.熔点和沸点的原因 在标准状态下水的熔点(凝固点)是0℃,水的沸点是100℃。而水银的熔点(凝固点)是-39℃,沸点是357℃;酒精的熔点(凝固点)是-117℃,沸点是78℃;好的煤油熔点(凝固点)是-30℃,沸点是325℃。 如果用装水的温度计测量气温,冬天在0℃以下,水凝固成了冰,无法测量;当温度达到100℃水就沸腾.不能用其测量100℃以上的温度。.水银就不同,用它可以测量-39℃~357℃之间的温度;酒精虽然沸点不高,但是它的熔点(凝固点)是-117℃,即在零下117℃以上都不会冻结;用煤油可测量-30℃-325℃之间的温度。总之如果用水则测量范围小.
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