Question

【題目】有一組同學(xué)對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行了專(zhuān)題研究．他們通過(guò)查閱資料得知17世紀(jì)時(shí)伽利略曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)為：一麥稈粗細(xì)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(nèi)吸入一段水柱．根據(jù)管中水柱高度的變化可測(cè)出相應(yīng)的溫度．為了研究“伽利略溫度計(jì)”，同學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖所示的測(cè)溫裝置，圖中A為一小塑料瓶，B為一吸管，通過(guò)軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中，使管內(nèi)外水面有一高度差h，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：

（1）在不同溫度下分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的水柱高度h，記錄的實(shí)驗(yàn)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(jì)算相鄰兩次測(cè)量水柱的高度差，并填入表內(nèi)的空格．由此可得結(jié)論：①當(dāng)溫度升高時(shí)，管內(nèi)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(jié)論②的正確性（提示：管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）．______________．

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計(jì)”來(lái)測(cè)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(cè)量溫度范圍小 溫度示數(shù)受大氣壓影響

【解析】

（1）[1] 當(dāng)溫度升高時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)增大，發(fā)生膨脹，管內(nèi)水柱高度變��；

[2] [3] 據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算得到相鄰兩次測(cè)量水柱的高度差依次為5.2、5.1、5.2、5.2，因?yàn)楣軆?nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)大氣壓，封閉氣體近似當(dāng)作等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律

得到

（k為常數(shù)）

則有

設(shè)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(shí)，水柱高度受溫度影響較大，水柱長(zhǎng)度有限，這樣溫度計(jì)測(cè)量范圍較小；

[5] 當(dāng)大氣壓不同，相同溫度時(shí)，高度h不同，這時(shí)溫度計(jì)讀數(shù)也不同。