伽利略温度计关于液面高度变化与温度、压强的关系
原理是热胀冷缩! 最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)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。温度计有热胀冷缩的作用所以这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差较大。 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。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。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、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,法国人列缪尔(1683~1757)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。他反复实践发现,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,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。 华氏温度计制成后又经过30多年,瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度,他把水的沸点定为100度,把水的冰点定为0度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来,就成了现在的百分温度,即摄氏温度,用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为℉=9/5℃+32,或℃=5/9(℉-32)。 现在英、美国家多用华氏温度,德国多用列氏温度,而世界科技界和工农业生产中,以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度
热胀冷缩,主要是因为高温时,分子运动更剧烈,偏离中心位置的运动范围更广,从统计的宏观的角度看,就是整个物体的体积变大,这个会收到外围压强的影响,但压强只是一个附加的因素。即使没有压强,仍然会有体积变化。故:
1)弱相关
2)分子运动范围变大,体积变大
3)温度,体积
4)弱相关
伽利略温度计人类早就对大自然中的温度不同有所感受了:夏季的酷热,冬季的寒冷;火的烫手,冰的刺骨……不过,那时人们对温度高低的辨别并没有一个标准。
随着社会的进步与发展,人们越来越需要一把测量温度的“尺子”。我国人民在这方面也积累了许多有益的经验。据计载,战国时期,我国人民就知道将水存放在瓶内,通过观察水是否结冰来推测气温下降的程度;汉代初期,有了以冰测温的办法,即通过观察冰的状态,了解气温。不过,发明温度计的,是意大利科学家伽利略。
伽利略于1564年2月15日出生在意大利的比萨城。他从小就表现出强烈的求知欲望。大自然中的一草一木,天空中的星星、太阳,都能引起他极大的好奇。他在17岁那年,按照父亲的意愿,考上了比萨大学医科专业。
伽利略在学习医学的过程中,认识到人的生病与体温变化有很大的关系,也就是说,通过了解人的体温有助于确定其身体状态。可在当时,医生只能用手触摸病人,凭感觉来推测人体的大致温度。这种方法显然容易产生误差,并不精确。
伽利略想:能不能发明一种可以精确地测出病人体温的仪器呢?
于是,伽利略开始构思这种新仪器的使用原理。他想了许多办法,可一个个都被他自己否认了。
一天,他在沉思之中,看到一位小孩正在玩一种玩具。这种玩具据说是古希腊人发明的。它的结构很简单:在U形的玻璃管里装一半水,将弯管的一端用铅球密封,另一端用玻璃球密封,使管中的空气跑不出来。玩的时候,在铅球下加热,U形管中的水就会向回退缩;移开铅球下的火源,铅球冷却,水就会升到原来的位置。
伽利略观察着,产生了一个新的想法:“为什么不根据热胀冷缩的现象来制作呢?”
于是,伽利略便对热胀冷缩现象进行进一步的研究,并在此基础上设计了许多方案。然而,科学发明不可能一赋而就,他的方案又一次次的失败了。
寒来暑往,10余年的时间过去了。1593年,伽利略发明了第一支空气温度计。这种气体温度计是用一根细长的玻璃管制成的。它的一端制成空心圆球形;另一端开口,事先在管内装进一些带颜色的水,并将这一端倒插入盛有水的容器中。在玻璃管上等距离地标上刻度。这样,当外界温度升高时,玻璃球内气体膨胀,使玻璃管中水位降低;反之,温度较低时,玻璃球内气体收缩,玻璃管中的水位就会上升。
空气温度计的发明,导致了体温计的问世。
伽利略的一位朋友、帕多瓦大学医学教授桑克托留斯,一直在关注着伽利略研制温度计的进展。当他看到世界上第一支空气温度计后,按照自己的设想和诊病需要,对气体温度计进行了改进,在1600年制成了世界上第一支体温计。
第一支空气温度计虽能测定温度,但人们发现它的测定结果并不精确,因为气体温度计下端是与大气相通的,玻璃管中的水位高度不仅受到空心球中空气温度的影响,而且还受到大气压强的影响。也就是说,即使温度不变,玻璃管内的水的高度也会有所差异。
此时,伽利略手头的其他研究工作十分繁忙,他没有精力对空气温度计进行改进。他的学生斐迪南在老师的指导下,决定用液体代替空气温度计中的空气。
1654年,斐迪南经过对各种液体的试验之后,研制出了世界上第一支酒精温度计。它是往玻璃球里注适量酒精,再加热玻璃球,用酒精蒸气赶跑玻璃管中的空气,然后迅速把玻璃管口封死。这样,它就可以避免大气压强的影响。
可是,经过一段时间的使用,人们发现,酒精温度计也存在不足之处,即当用它测开水的温度时,温度计内一片模糊。原来,水的沸点是100℃,酒精的沸点是78℃,因此将酒精温度计置于开水之中时,酒精早已变成气体了。显然,只有用高沸点的液体代替酒精,才能解决这一问题。1659年,法国天文学家布里奥,利用水银沸点较高的特性,制成水银温度计。这种温度计可测得357℃的高温,也可测得-39℃的低温。
随着科学技术的发展,人们对测温仪器的要求越来越高。到了19世纪末20世纪初,许多科学家运用各种物理原理,发明了多种形式的新型温度计,如电阻式温度计、辐射式高温计、光测高温计、氢温度计等。
这种温度计的缺点是管中液柱的升降变化还要受到大气压变化的影响,因此误差比较大
最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。原理:
利用同温度下, 不同比重的液体分开置於小球中, 比重小球内包含有色液体,至於玻璃容器。
当液体的温度改变,它们的密度会随之改变,并且那些悬浮的小球也会上升或下降到一个与周围的液体密度相等的位置。 如果重物有差异少,排列为最低密度的在上面,最高密度在底部,这样便形成温度标度。
温度一般是读取自一个被刻记的在各重物上的金属圆盘。顶面重物的最低重物是表示四周的温度。 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。
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。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。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、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,法国人列缪尔(1683~1757)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。他反复实践发现,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,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。
温度计是谁发明的
温度计是人们长期以来研究温度变化而发明的一种工具。而发明温度计的人则有很多,其中最早的记录是在公元前1700年的古埃及,当时人们使用的是液体温度计。然而,第一部可读数的温度计则是由意大利科学家加利略在1593年发明的。加利略发明的温度计利用了将气体体积随温度变化的性质,他将一定量的空气密封...
温度计有什么改进的地方?
首先对伽利略的温度计加以改进的是一位名叫雷伊的法国化学家。1632年元旦,雷伊给他朋友写了一封信,信中提出了一种液体温度计,他建议把枷利略的温度计反过来装,在泡里充水,管子里充空气,用水的膨胀来指示温度。但是,雷伊的液体温度计由于没有把玻璃管的上端封闭,水的蒸发就会带来较大的误差。...
伽利略的资料
温度计 伽利略首创的温度计是一种开放式的液体温度计,玻璃管内盛有着色的水和酒精,液面与大气相通(见彩图伽利略的温度计)。这实际上是温度计与大气压力计的混合体,这是由于当时他对大气压力的变化还没有明确的认识。尽管如此,其学术价值仍很大,温度从此成为客观的物理量,不再是不确定的主观感觉。
温度计的多少度就是以水沸腾时的温度为基础规定的
是的,温度计上的刻度通常以水沸腾时的温度为基准来进行规定和标定。水在常压下沸腾的温度被定义为100摄氏度。这个定义是基于水的相变行为,即当水受热达到一定温度时,液态水转变为气态水蒸气。因此,温度计上的摄氏度刻度是以水的相变点作为基准进行标定的。在不同的海拔高度、大气压力以及使用的具体...
加利略在科学上的伟大成就和执著求实的科学精神有哪些
(2)温度计 伽利略首创的温度计是一种开放式的液体温度计,实际上是温度计与大气压力计的混合体,但其学术价值仍很大,温度从此成为客观的物理量,不再是不确定的主观感觉.(3)望远镜 伽利略制成的望远镜,可以观察到物体的正像.经过改进后,其倍率由3逐渐增大到33.不但可以观察星空,还可应用于...
伽俐略是谁?
在帕多瓦大学,他为了帮助医生测定病人的热度做成了第一个温度计,这是一种开放式的液体温度计,利用带色的水或酒精作为测温物质,这实际上是温度计与气压计的雏形,利用气体的热胀冷缩性质通过含液玻璃管把温度作为一种客观物理量来测量。 伽利略认为:“神奇的艺术蕴藏在琐细和幼稚的事物中,致力于伟大的发明要从最微贱...
加利略温度计的测温物质和测温属性是什么?
体温计是利用温度传感器将(温度)转换成数字信号,然后通过显示器显示以数字形式的温度,能快速准确地测量人体温度的最高值,与传统的水银体温计相比,具有读数字方便,测量时间短,测量精度高,能记忆并有提示音等优点,尤其是数字体温计不含水银,对人体及周围环境无害特别适合于医院,家庭使用。使用方法...
温度计是谁发明的
欧洲温度计的发明 在欧洲,人们对于温度的测量一直很感兴趣。早在16世纪,就有许多欧洲的科学家开始研制温度计。16世纪末的意大利物理学家、天文学家加利略就曾经发明过一种温度计,它是以水的变化量作为指标来测量温度的,这在当时是一种非常先进的方法。著名科学家发明的温度计 在欧洲的科学家中,最...
加利略的发明有那些?拜托各位了 3Q
这位著名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是,一个偶然的事件,使伽利略改变了研究方向。他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。 伽利略望远镜那是1609年6月,伽利略听到一个消息,说是荷兰有个眼镜商人利帕希在一偶尔的发现中,用一种镜片看见了远处肉眼看不见的东西。“...
关于伽利略小时候的故事有哪些?
伽利略 (1564~1642) , 意大利物理学家、数学家和天文学家.他发现了摆动定时性定律, 提出了自由落体定律, 发明了比重秤、空气温度计, 发明了枷利略望远镜, 证明了哥白尼的日心说是正确的.枷利略从小多才多艺.他会画画、弹琴, 非常喜欢数学, 会制造各种各样的机动玩具.他本可以成为一个大画家...
闵宙达畅: 伽利略温度计人类早就对大自然中的温度不同有所感受了:夏季的酷热,冬季的寒冷;火的烫手,冰的刺骨……不过,那时人们对温度高低的辨别并没有一个标准.随着社会的进步与发展,人们越来越需要一把测量温度的“尺子”.我国人民...
尉犁县18615922551: 一道科学题 关于伽利略温度计的原理为什么老师说温度升高的时候液体的液面会下降,温度降低的时候会上升?还有温度计原理 - ?
闵宙达畅:[答案] 热胀冷缩原理
尉犁县18615922551: 伽利略温度计是根据什么来判断气温高低的 - ?
闵宙达畅:[答案] 玻璃管中液面的高低来判断的,液面高,气温低 .液面低,气温高.温度越高,瓶中气体膨胀越厉害,液面越低
尉犁县18615922551: 伽利略温度计的原理,为什么温度升高时液面下降 - ?
闵宙达畅: 伽利略气体温度计是用一根细长的玻璃管制成的.它的一端制成空心圆球形;另一端开口,事先在管内装进一些带颜色的水,并将这一端倒插入盛有水的容器中.在玻璃管上等距离地标上刻度.这样,当外界温度升高时,玻璃球内气体膨胀,使玻璃管中水位降低;反之,温度较低时,玻璃球内气体收缩,玻璃管中的水位就会上升 .
尉犁县18615922551: 如图所示是世界上第一支温度计 -- 伽利略温度计的原理图.伽利略温度计是利用气体的热胀冷缩特性工作的.A - ?
闵宙达畅: 当外界温度升高时,细管中气体受热膨胀,体积增大,管中液面将向下运动,所以A点对应的温度较高,为32℃; 当外界温度降低时,细管中的气体遇冷收缩,体积减小,管中的液面上升,所以B点对应的温度较低,为28℃. 故答案为:32℃;28℃.
尉犁县18615922551: 1592年,意大利著名科学家伽利略成功创制的第一支温度计是怎样反映气温变化的?这种温度计有什么缺点? - ?
闵宙达畅:[答案] 当时,伽利略是将酒精注入一个透明的玻璃管(没有刻度的)中再将其密封.当气温高的时候,酒精遇热膨胀.气温低的时候,酒精又遇冷收缩!
尉犁县18615922551: ...伽利略温度计的原理图.伽利略温度计是利用气体的热胀冷缩性质工作的.A、B两点是将该温度计插入32℃的温水中及水温冷却至28℃时的液面高度.(1)与... - ?
闵宙达畅:[答案](1)①气体温度计下端是与大气相通的,玻璃管中的水位高度不仅受到球中空气温度的影响,而且还受到大气压强的影响.因此这种温度计的缺点是管中液柱的升降变化还要受到大气压变化的影响,所以误差比较大; ②此温度计体积较大,携带不方便...
尉犁县18615922551: 伽利略温度计的缺点 - ?
闵宙达畅:[答案] 这个装置虽然可以显示空气的热胀冷缩,但不够准确. 其原因是:这支温度计的管内装的是水和空气,而其中的测温物质是空气,当温度升高时,其管内液面下降;温度下降时,其管内液面上升. 虽然这个装置可以向人们直观的展示出温度的变化,...
尉犁县18615922551: 如图所示为意大利物理家伽利略制造的世界上第一支温度计,它是由长颈玻璃瓶侧插在液体槽里构成的,外界温度改变时,可由玻璃管中的液面高低来标记... - ?
闵宙达畅:[选项] A. 当外界温度升高时,玻璃管中的液面升高 B. 当外界温度降低时,玻璃管内液面降低 C. 它是利用气体热胀冷缩的性质制成的 D. 它是利用液体热胀冷缩的性质制成的
尉犁县18615922551: 意大利物理学伽利略制造的世界上第一支温度计…… 意大利物理学伽利略制造的世界上第一支温度计.它是由长颈玻璃瓶到插在液体槽里构成的.当外界温度... - ?
闵宙达畅:[选项] A. 它是利用液体热胀冷缩的性质制成的 B. 它是利用气体热胀冷缩的性质制成的 C. 当外界温度升高时,玻璃管内液面升高 D. 当外界温度降低时,玻璃管内液面降低