Question

同學們通過查閱資料得知十七世紀時伽利略曾設計過一個溫度計，其結構為：一麥稈粗細的玻璃管，一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內吸入一段水柱，根據管中水柱高度的變化可測出相應的溫度.為了探索“伽利略溫度計”，同學們按照資料中的描述自制了如圖所示的測溫裝置，圖中A為一小塑料瓶，B為一吸管，通過軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中，使管內外水面有一高度差h，然后進行實驗研究：
（1）在不同溫度下分別測出對應的水柱高度h，記錄的實驗數據如下表所示

根據表中數據計算相鄰兩次測量水柱的高度差，并填入表內的空格，由此可得結論：
①當溫度升高時，管內水柱高h將____________
（填：變大，變小或不變）；
②水柱高度h隨溫度的變化而______________（填：均勻或不均勻）變化；試從理論上分析并證明結論②的正確性（提示：管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓）：________________________________
（2）通過實驗，同學們發現用“伽利略溫度計”來測溫度，還存在一些不足之處，其中主要的不足之處有：
①_____________________________________；
②_____________________________________.

Answer 1

（1）①變小，②均勻，理論分析：
封閉氣體近似做等壓變化V/T=ΔV/ΔT=k（k為常數）
ΔV= kΔT=kΔt
所以Δh=ΔV/S= kΔt/S
即h隨溫度的變化而均勻變化（S為管的截面積）.
（2）不足之處：①測量溫度范圍小；②溫度讀數受大氣壓影響.
【試題分析】
（1）根據表中數據計算相鄰兩次測量水柱的高度差依次為：5.2；5.1；5.2；5.2.
①當溫度升高時，管內水柱高度變小，②水柱高度隨溫度的均勻變化，理論分析：
封閉氣體近似做等壓變化V/T=ΔV/ΔT=k（k為常數）
ΔV= kΔT=kΔt
所以Δh=ΔV/S= kΔt/S
即h隨溫度的變化而均勻變化（S為管的截面積）.
（2）不足之處：①測量溫度范圍小；②溫度讀數受大氣壓影響.