Question

【題目】有一組同學對溫度計進行了專題研究．他們通過查閱資料得知17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(jù)管中水柱高度的變化可測出相應的溫度．為了研究“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(shù)據(jù)如下表所示．

溫度	17	19	21	23	25	27
高度	30.0	24.9	19.7	14.6	9.4	4.2
		5.1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)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，管內水柱高度h將___________（選填“變大”“變小”或“不變”）．②水柱高度h隨溫度的變化而_________（選填“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1個標準大氣壓）．______________．

（2）通過實驗，同學們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計”來測溫度，還存在一些不足之外，其中主要的不足之處有：

①_______________________________．

②______________________________．

Answer 1

【答案】變小 均勻 封閉氣體近似作等壓變化（k為常數(shù)），，，即h隨溫度的變化而均勻變化（S為管的截面積） 測量溫度范圍小 溫度示數(shù)受大氣壓影響

【解析】

（1）[1] 當溫度升高時，封閉氣體壓強增大，發(fā)生膨脹，管內水柱高度變小；

[2] [3] 據(jù)表中數(shù)據(jù)計算得到相鄰兩次測量水柱的高度差依次為5.2、5.1、5.2、5.2，因為管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓，封閉氣體近似當作等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律

得到

（k為常數(shù)）

則有

設S為管的截面積，高度差為

即h隨溫度的變化而均勻變化；

（2）[4] 由于水的密度小，溫度變化時，水柱高度受溫度影響較大，水柱長度有限，這樣溫度計測量范圍較小；

[5] 當大氣壓不同，相同溫度時，高度h不同，這時溫度計讀數(shù)也不同。