了得網科普讀物_時隱時現熱動力學/由自然產生的科學

溫度計裡的奧秘溫度計是用來測量溫度的儀器。常用的溫度計有水銀溫度計和酒精溫度計，水銀和酒精作為組成溫度計的主要部件，被稱為測溫物質。測溫物質能夠用來測量溫度，是因為它具有熱脹冷縮的特點。隨著溫度的升高，水銀和酒精的體積會明顯地膨脹，在溫度計中看到的就是水銀柱或酒精柱的高度上升，這樣，隻要刻上適當的刻度，人們就可以讀出相應的溫度。
為了使溫度計有*大的實用價值，測溫物質應該具備兩大特性：一是測溫物質隨溫度變化而改變體積必須很靈敏，以至於可以測量細小的溫度變化；二是在低溫下測量溫度時，測溫物質不能凝固成固體，反之，在高溫下，測溫物質也不能變成氣體。否則，就無法用來測量溫度。對於同樣質量的水銀和酒精，如果分別使它們的溫度升高1℃，通過實驗發現，酒精吸收的熱量比水銀吸收的熱量大得多，前者大約是後者的20倍。因此，水銀溫度計中水銀柱隨溫度改變的靈敏度比酒精溫度計中的酒精柱大得多。在做科學實驗或測量人體體溫時，由於溫度計吸收或放出的熱量很少，但又必須顯示出溫度的改變，一般都采用水銀溫度計。而在同樣的溫度變化下，酒精吸收熱量多，膨脹能力大，因此酒精柱升降變化比水銀柱顯著得多。在測量周圍空氣溫度和水溫時，一般采用酒精溫度計。
酒精和水銀還有各自不同的特性，酒精十分“耐寒”，它在－117℃纔會凝固成固體，而水銀在－39℃就會凝固起來，失去流動性。在寒冷的北方，鼕季氣溫達－40℃左右，因此，一般適宜用酒精溫度計測量氣溫。但是，水銀也有一個優點，它比酒精“耐熱”，水銀的沸點是 356.72℃，而酒精到了 78.3℃，就會沸騰而急劇汽化。在測量高溫的場合，顯然水銀溫度計比酒精溫度計*有用武之地。
為什麼體溫計裡的水銀柱不會自動下降呢？人們常用的水銀溫度計是利用水銀熱脹冷縮的原理制成的。作為一般測量溫度用的溫度計，例如測量室內、室外溫度，測量遊泳池的水溫，等等，這些溫度計的水銀柱隨著外界溫度的變化會立刻做出反應，自動地升高或降低；但是，測量體溫用的體溫計，用過以後一定要用力甩幾下，水銀柱纔會降下來。這裡的秘密在於，一般溫度計玻璃管的內徑是一樣大小的，而體溫計玻璃管內徑的大小是經過特別設計的，它的特點是水銀柱和水銀球相接的地方做得特別細。正因為這種設計，使體溫計水銀球中的水銀，受熱膨脹時，能很容易地從這個細小的狹口處擠上去，而一旦受冷收縮時，水銀柱不僅不能順利地從狹口處擠回來，而且，水銀在本身內聚力收縮作用下，整個水銀柱會在狹口處斷為兩截。上面一截的上端仍指示體溫，而下端受內聚力收縮作用，不會自動流回水銀球。正因為這樣的設計和制作，纔使得醫生能準確測量病人體溫，正確診斷病情。如果體溫計也像通常測溫用的溫度計那樣，一離開人體，水銀柱就發生明顯變化，那體溫計還有什麼實用價值呢？體溫計用過以後，可以把體溫計頭部朝下，用力甩幾下，這是在利用慣性，使上面一截水銀衝過狹口回到水銀球裡去。不過甩動的時候也要注意用力的大小和方向，纔能達到理想的效果。
在日常生活和生產技術中，人們常常用溫度計來測量一個物體的溫度。例如，醫生用體溫計測量病人的體溫，體溫計就是溫度計的一種。那麼，溫度計上的溫度是怎樣確定的呢？仔細觀察一下體溫計就可以發現，體溫計中有一根很細的水銀柱，這根水銀柱稱為測溫物質。當體溫計接觸病人口腔時，水銀柱就會因病人口腔中的溫度產生膨脹，因此，水銀柱的長度就可以用來表示口腔的溫度。此外，水銀柱旁邊還必須標有度數，纔能確切地給出溫度的值。有刻度，首先得有起始的位置。選定測溫物質，確定起始溫度，標出刻度，這3個要素就組成了溫度計對溫度的定量表示法，這種表示法稱為溫標。
攝氏溫標是目前較常用的一種溫標，由此制作的溫度計就是攝氏溫度計，體溫計是攝氏溫度計的典型例子。在攝氏溫度計中，取水的冰點作為起點，這就是零攝氏度，寫作0℃；取水的沸點為100攝氏度，寫作100℃。再將0℃和 100℃之間的水銀柱高度分為100等份，每一格就是1 ℃。
P25－26

商品搜索

商品分类

【醫學】

【各大出版社】