题目内容
【题目】有一组同学对温度计进行了专题研究.他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:一麦秆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱.根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中A为一小塑料瓶,B为一吸管,通过软木塞与A连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差h,然后进行实验研究:
(1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示.
温度 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 |
高度 | 30.0 | 24.9 | 19.7 | 14.6 | 9.4 | 4.2 |
| 5.1 | |||||
![]()
根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格.由此可得结论:①当温度升高时,管内水柱高度h将___________(选填“变大”“变小”或“不变”).②水柱高度h随温度的变化而_________(选填“均匀”或“不均匀”)变化.试从理论上分析并证明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于1个标准大气压).______________.
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之外,其中主要的不足之处有:
①_______________________________.
②______________________________.
【答案】变小 均匀 封闭气体近似作等压变化
(k为常数),
,
,即h随温度的变化而均匀变化(S为管的截面积) 测量温度范围小 温度示数受大气压影响
【解析】
(1)[1] 当温度升高时,封闭气体压强增大,发生膨胀,管内水柱高度变小;
[2] [3] 据表中数据计算得到相邻两次测量水柱的高度差依次为5.2、5.1、5.2、5.2,因为管内水柱产生的压强远远小于一个大气压,封闭气体近似当作等压变化,根据盖-吕萨克定律
得到
(k为常数)
则有
![]()
设S为管的截面积,高度差为
![]()
即h随温度的变化而均匀变化;
(2)[4] 由于水的密度小,温度变化时,水柱高度受温度影响较大,水柱长度有限,这样温度计测量范围较小;
[5] 当大气压不同,相同温度时,高度h不同,这时温度计读数也不同。