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1、物理科普：温度计的发展最早的温度计是在1593年由伽利略发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。伽利略温度计后来伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭等。其中比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后华伦海特在170
2、9年利用酒精，在1714年又利用水银作为测温物质，制造了更精确的温度计。他考察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度；经过反复实验与核准，最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0，把纯水凝固时的温度定为32，把标准大气压下水沸腾的温度定为212，用代表华氏温度，这就是华氏温度计。在华氏温度计出现的同时，列缪尔也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点，经反复实践后发现，含有1/5水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间，其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80份，定为自己温
3、度计的温度分度，这就是列氏温度计。实验室温度计，测量范围-20 120 华氏温度计制成后又经过30多年，摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为零度，把水的凝固点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的摄氏温度，用表示。华氏温度与摄氏温度的关系为现在英、美等国在日常生活中仍在使用华氏温度，而我国、法国等大多数国家则用摄氏温度。热力学温标是在热力学第二定律的基础上建立起来的最为科学的温标，过去也叫做开氏温标或绝对温标。由热力学温标定义的温度叫热力学温度。热力学温度的单位是开尔文，简称开，符号是K。热力学温度是以水的三相点来定义的，规定水的
4、三相点的温度为273.16K。水的三相点是水、水蒸气和冰共存的状态。在标准大气压下，水的冰点实际上是水、冰、空气的一种混合状态，水的冰点的温度是273.15K，即冰点比水的三相点的温度低0.01K。摄氏温度以冰点为零度。热力学温度单位开尔文是国际单位制的七个基本单位之一。摄氏度也是国际单位制中的单位，摄氏度与开尔文所表示的温度间隔相等，摄氏温度t与热力学温度T的换算关系是t = T - 273.15 体温计，量程36 42 ，分度值0.1 （1）水银温度计的测温范围水银的凝固点是-38.87 ，标准大气压下的沸点是365.58 ，是不是水银温度计的测温范围就只能是-38.87 365.58 呢
5、？不是。液体的凝固点与沸点都与液面处的压强有关，尤其是沸点随压强的变化非常显著，利用改变液面处气体压强的方法，可以大大提高水银温度计的测温范围，特别是高温段的测温范围。一般的液体温度计液柱上方是真空，这种水银温度计的测温上限一般不超过300 。但如果把毛细管的上部充入2.02106 Pa的氮气，水银的沸点就提高到582.4 ，则温度计的测温上限至少可以提高到500 ，而如果使用抗压的石英玻璃，在毛细管上部充入5.05105 6.06105 Pa的氮气，则水银的沸点可达到750 以上，这样的水银温度计测温上限就可以达到750 以上，但一般情况下，水银温度计的测温范围为-30 600 。（2）怎样
6、能使温度计的刻度更加精细使温度计的刻度更加精细，就是提高温度计的灵敏度（又叫感度，或称最小分度值）。考虑到人眼的分辨本领，温度计上相邻两条刻线之间的距离一般是0.3 0.5mm，如果用放大镜或望远镜来读数，则还可把刻线标得更密些，但由于刻线本身还要占有一定的宽度，也不可能把刻线标得过密。对于一个温度计来说，温度变化1 ，液柱升高的距离越长，就可以把刻度标得越精细。在已经选定水银作为测温物质的情况下，怎样才能使温度计的刻度更加精细呢？从温度计的结构来看，可以从两个方面入手，一是加大温度计下面的贮囊，贮存的液体越多，受热后膨胀出来的就越多；二是把毛细管做得更细，在膨胀出来的液体一定的情况下，毛细管
7、越细，液柱升高的距离就越长。但这两个办法都有一定的局限。首先贮囊不能做得太大，如果做得过大，贮存的水银过多，玻璃壁将承受更大的压力，而玻璃泡如果做得过厚，将对传热带来不利影响。另外水银过多，达到热平衡的过程中需要吸收的热量会过多，既影响测量的速度，又使系统误差加大。其次，毛细管也不能太细，毛细管过细，液柱容易断裂。在实际设计和制造温度计时，要结合需要和可能，从诸多因素去考虑，选择一个最佳方案。此外，刻度的精细与测量范围是一对矛盾，由于一个温度计不可能做得过长，要想刻度精细，测量范围就要减小。（3）其他种类的温度计随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也在不断地改进和提高。由于测温范围
8、越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。下面介绍几种。气体温度计多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。电阻温度计使用方便可靠，已被广泛应用。一般电阻温度计的测量范围为-260 600 。电阻温度计温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有
9、电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜康铜、铁康铜、镍铬康铜、金钴铜、铂铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低温测量。有的温差电偶能测量高达3 000 的高温，有的能测接近绝对零度的低温。电接点温度计水银是液态的金属，具有良好的导电性，利用它可以制成电接点温度计，在实现温度自动控制方面发挥了巨大的作用。其原理很简单。在温度计的毛细管的规定部位分别安装两根金属丝，当温度升高到上面金属丝所处的部位时，水银柱把两金属丝接通，电路被连通；而当温度下降，水银柱离开上面金属丝后，电路即被断开。外面连上电源、继电器等设备，就可以实现温度的自动控制。常用的电接点温度计有两种形式：一种是固定电接点温度计，另一种是可调电接点温度计。二者的区别仅在于前者的两根金属丝的位置是固定在某一设定的位置上的，而后者两金属丝中至少有一个的位置是可以任意(或在一定范围内）调节的。测温枪高温温度计是指专门用来测量500 以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论。其测量范围为500 以上，不适用于测量低温。
