常見的玻璃管溫度計(jì)有煤油溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)。他的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,測(cè)量精度相對(duì)較高,價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是測(cè)量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測(cè)溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠(yuǎn)傳,易碎。
一般人認(rèn)為溫度計(jì)中指示刻度的紅色液體是酒精。其實(shí)是不對(duì)的,那種紅色液體實(shí)際上是一種石油,煤油是無(wú)色的,所以加入一種紅色的染料。在過(guò)去的溫度計(jì)中確實(shí)多數(shù)用酒精,所以人們才會(huì)以為現(xiàn)在的溫度計(jì)仍然使用酒精。被染成紅色的酒精時(shí)間久了就會(huì)褪色,使用起來(lái)不方便,所以已經(jīng)被淘汰。目前世界各國(guó)都用燈油等制造溫度計(jì),因?yàn)槊河图恿思t色后一般不會(huì)變色。
煤油溫度計(jì) 煤油溫度計(jì)的工作物質(zhì)是煤油,它的沸點(diǎn)一般高于150℃,凝固點(diǎn)低于-30℃。所以煤油溫度計(jì)的量度范圍約為-30℃~150℃。因酒精的沸點(diǎn)是78℃,凝固點(diǎn)是-114℃,酒精溫度計(jì)能比煤油溫度計(jì)測(cè)更低的溫度,但高于78℃的溫度它就不能測(cè)定了。煤油溫度計(jì):煤油的比熱比水銀大得多(最大的是水=1),所以反應(yīng)不夠靈敏,僅僅適合于精度要求不高的場(chǎng)合。目前市面上出售的家用氣溫計(jì)多為煤油溫度計(jì)。它的分度值較大,多為1℃,因此不能作精確的測(cè)量。 使用注意事項(xiàng):
①首先要選擇測(cè)溫范圍合適的溫度計(jì),防止被測(cè)物體溫度過(guò)高時(shí),液柱將溫度計(jì)脹裂。若無(wú)法估計(jì)被測(cè)物體的溫度,則應(yīng)先用測(cè)溫范圍較大的溫度計(jì),然后再挑選合適的溫度計(jì),并使其最小分度能符合實(shí)驗(yàn)精確度的要求。為減小溫度計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的影響,要求實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)有足夠大的熱容量,這樣才能得出較準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
③在測(cè)溫時(shí),必須使溫度計(jì)的感溫泡與被測(cè)物體充分接觸。如果測(cè)量液體的溫度,則感溫泡應(yīng)全都浸沒(méi)在液體中,而且不能與容器的底、壁相碰(因容器的溫度往往與盛放液體的溫度有差別)。 ③在讀數(shù)時(shí),要待溫度計(jì)中的液面高度不再變化才能進(jìn)行,并且溫度計(jì)不能離開被測(cè)物體,人的視線要跟液柱面相平。普通液體溫度計(jì)的最小分度值為1℃或0.5℃。一般情況下不需要估讀出小于最小刻度的數(shù)值。 ④不能將溫度計(jì)當(dāng)作攪拌器使用,以免碰破感溫泡。使用完畢應(yīng)把溫度計(jì)外壁用軟布擦干凈并小心輕放于盒內(nèi),防止磕碰。 溫度計(jì)的原理
物質(zhì)的熱脹冷縮原理,把汞/酒精/煤油這類液體放置在玻璃管中,然后在不同的溫度下校準(zhǔn)液面高度,使液面高度和外界溫度一一對(duì)應(yīng),液體溫度計(jì)就是這樣做的
物體由于溫度改變而有脹縮現(xiàn)象。其變化能力以等壓(p一定)下,單位溫度變化所導(dǎo)致的體積變化,即熱膨脹系數(shù)表示 熱膨脹系數(shù)α=ΔV/(V*ΔT). 式中ΔV為所給溫度變化ΔT下物體體積的改變,V為物體體積 嚴(yán)格說(shuō)來(lái),上式只是溫度變化范圍不大時(shí)的微分定義式的差分近似;準(zhǔn)確定義要求ΔV與ΔT無(wú)限微小,這也意味著,熱膨脹系數(shù)在較大的溫度區(qū)間內(nèi)通常不是常量。 溫度變化不是很大時(shí),α就成了常量,利用它,可以把固體和液體體積膨脹表示如下: Vt=V0(1+3αΔT),
工作液體 膨脹系數(shù)α水銀 1.81×10-4 二甲苯 12.3×10-4 甲醇 14.3×10-4 醚 16.2×10-4 / 甘油 5.34×10-4 水 2.07×10-4 / 乙醇 11.1×10-4 / 酒精1.12*10-3 煤油1.0×10-3℃