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空气温度计的制作

时间:2010-07-10 06:48 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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自制空所温度计

 

   如图1-1-38-1所示,设封入球形容器的空气在热力学温度为T1时,体积为V1(管状部分的横截面积为S),外界大气压强为p1;当热力学温度增加到T2时,体积为V2,外界大气压强为p2。在通常情况下,较短时间内可认为外界大气压强保持不变,即P1P2,且当时环境的温度。

工具与材料

废白炽灯泡(可用圆底烧瓶或其他玻璃容器代替),带孔软木塞,细玻璃管,铁架台,染色水,温度计,酒精(可用乙醚代替),蜡,玻璃杯,白色卡纸,棉球。

活动过程

1.除去废白炽灯泡的内芯,将内径为23毫米的细玻璃管通过带孔软木塞连在灯泡的开口处,用蜡封口后,与白色卡纸及盛有染色水的玻璃杯按图1-1-38-2所示组装。

 

2.将上述装置放置在气温为t1(例10摄氏度)的环境中,在卡纸上标出玻璃管内液面所在位置并记作t1。当环境气温为t2(例20摄氏度)时,在卡纸上标出玻璃管内液面所在位置并记作t2。将t1t2之间分成n等分,使每一等分为1摄氏度,在t1刻度上方或t2刻度下方的位置,按上述每一等分的长度依次标上刻度,该装置就成了一支空气温度计(又

因此,△x是摄氏温度变化量△t的一次函数,即它们是线性关系,确定好初始状态的温度和气体体积就可以在球形容器的管状部分刻出均匀分布的刻度,从该刻度便可得知

3.用蘸有酒精的棉球均匀地擦拭灯泡顶面,观察玻璃管内液面的变化。

发现染色水沿玻璃管上升。

这是由于灯泡顶面的酒精蒸发吸热,使灯泡内空气温度降低。

说明与延伸

1.本实验所用灯泡宜选容积大的,且灯泡、软木塞和玻璃管连接处不能漏气。由于灯泡的壁极薄,且自身热容量小,因此灵敏度很高。

2.该温度计虽然制作简单,却在实际中得不到广泛应用,这是由于它的误差较大。产生误差的原因有:

1)考虑到实际大气压强是经常变化的,对封闭在球内的空气,

 

从上式可看出p对△x的变化有直接的影响,即使温度没有变化,△x的变化也会误认为是气温发生变化引起的,这是该温度计的最大缺点。

2)玻璃管不是竖直向下时会影响其读数。

3)球形容器本身的热胀冷缩也对读数有影响。

4)液柱高度的变化对读数亦有影响。


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