温度与温度计.docx
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温度与温度计
1TemperatureandThermometers
1.1Temperature
Learningobjectives
▪Describewhattemperatureisandgivesomeexamplesoftemperature-dependentproperties.
Temperature
Keyideas
▪
thermometer
____________________isaphysicalquantitythatmeasuresthedegreeofhotnessorcoldnessofanobject.
▪
thermometricproperty
A____________________isaninstrumentformeasuringtemperature.
▪A________________________________________ofmatterisapropertythatchangeswithtemperature.
1.2Temperaturescale
Learningobjectives
▪Defineatemperaturescale.
Celsiusscale
Keyideas
▪
degreesCelsius(°C)
Kelvinscale
kelvins(K)
Thetwocommontemperaturescalesarethe____________________andthe____________________.Theunitsarethe____________________and____________________respectively.
▪
lowerfixedpoint
upperfixedpoint
IntheCelsiusscale,
the____________________isthetemperatureofpuremeltingiceatonestandardatmosphericpressure.
the____________________isthetemperatureofpureboilingwateratonestandardatmosphericpressure.
▪
absolutezero
RelationbetweenCelsiustemperatureandKelvintemperature:
▪The____________________isthelowestpossibletemperatureofmatter.
1温度與温度計
1.1温度
學習目標
▪描述甚麼是温度和舉出一些隨温度改變的物性的例子。
摘要
▪_______________是一個表示物體冷熱程度的物理量。
▪
温度
温度計
測温性質
_______________是測量温度的工具。
▪物質的_______________是一項會隨温度變化的性質。
1.2温標
學習目標
▪定義温標。
摘要
▪常用的兩種温標為_______________和_______________。
它們的單位分別是_______________和_______________。
▪
攝氏度(°C)
攝氏温標
開氏温標
開(K)
下定點
上定點
在攝氏温標中,
_______________是指在一個標準大氣壓強下純冰熔解時的温度。
_______________是指在一個標準大氣壓強下純水沸騰時的温度。
▪
絕對零度
攝氏温度和開氏温度的關係:
▪_______________是物質可達到的最低温度。
1.3Thermometers
Learningobjectives
▪Realizetheworkingprinciplesandapplicationsofvarioustypesofthermometer.
Keyideas
▪Therearetwocommontypesofliquid-in-glassthermometers:
mercury-in-glassthermometerandalcohol-in-glassthermometer.
mercury-in-glassthermometer
alcohol-in-glassthermometer
Range
−30°Cto400°C
−100°Cto110°C
Response
quick
slow
Expansion
smallerdegree
largerdegree
Precaution
mercuryispoisonous
alcoholisflammable
▪Liquid-in-glassthermometer
Range
Dependsontheliquidused
Workingprinciple
Volumeofaliquidincreaseswithtemperature.
Application
measuringhumanbodytemperature
1.3温度計
學習目標
▪知道各種温度計的運作原理和明白其對應的用途。
摘要
▪兩種常用的玻管液體温度計是水銀温度計和酒精温度計。
水銀溫度計
酒精溫度計
測溫範圍
−30°C至400°C
−100°C至110°C
反應
快
慢
膨脹幅度
較小
較大
安全事項
水銀含有劇毒
酒精是易燃的
▪玻管液體温度計
測溫範圍
取決於使用的液體
運作原理
液體體積隨温度上升而增加。
應用
量度體温
▪
Rotarythermometer
Range
−50°Cto300°C
Workingprinciple
Abimetallicstripbendswhentemperaturechanges.
Application
Measuringtemperatureofafreezer
▪Resistancethermometer
Range
−200°Cto850°C
Workingprinciple
Resistanceofametalwireincreaseswithtemperature.
Application
Measuringtemperatureofanoven
▪Thermistorthermometer
Range
−50°Cto150°C
Workingprinciple
Resistanceofathermistordecreaseswithtemperature.
Application
Measuringtemperatureinelectricalappliances
▪
轉動式温度計
測溫範圍
−50°C至300°C
運作原理
雙金屬片的彎曲程度隨温度上升而改變。
應用
量度冷藏庫的温度
▪電阻温度計
測溫範圍
−200°C至850°C
運作原理
金屬線的電阻隨温度上升而增加。
應用
量度熔爐的温度
▪熱敏電阻温度計
測溫範圍
−50°C至150°C
運作原理
熱敏電阻器的電阻隨温度上升而減少。
應用
量度電器的温度
▪Thermocouplethermometer
Range
−250°Cto2300°C
Workingprinciple
Twowiresofdifferentmetalsarejoinedtoformaclosedloopwithtwojunctions.Withinacertaintemperaturerange,thecurrentflowingthroughtheloopincreaseswiththetemperaturedifferencebetweenthejunctions.
Application
Measuringtemperatureofafurnace
▪Infraredthermometer
Range
Upto4000°C
Workingprinciple
Amountofinfraredradiationemittedbyanobjectincreaseswithtemperature.
Application
Measuringhumanbodytemperature
▪Liquidcrystalthermometer
Range
10°Cto50°C
Workingprinciple
Colourofliquidcrystalsvarieswithtemperature.
Application
Measuringhumanbodytemperature
▪熱電偶温度計
測溫範圍
−250°C至2300°C
運作原理
兩種不同種類的金屬線連接成一個有兩個結點的閉合迴路。
當結點的温差增加時,流經迴路的電流隨之增加。
應用
量度熔爐的温度
▪紅外線温度計
測溫範圍
高至4000°C
運作原理
物體發出的紅外輻射的能量會隨温度上升而增加。
應用
量度體温
▪液晶體温度計
測溫範圍
10°Cto50°C
運作原理
液晶體的顏色隨温度改變而產生變化。
應用
量度體温
Example1.1ACalibratinganunmarkedthermometer(p.19)
Astudentcalibratesanunmarkedliquid-in-glassthermometerandobtainsthefollowingresults.
temperature/°C
lengthoftheliquidcolumn/cm
0
11
100
31
(a)Whatisthelengthoftheliquidcolumnwhenthetemperatureis40°C?
(b)Whatisthetemperaturemeasuredwhenthelengthoftheliquidcolumnis16 cm?
Assumetheliquidexpandslinearly.
Solution
(a)Letlbethelengthoftheliquidcolumn.
Byproportion,
19
31
11
100
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