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温度计是物理实验中测量温度的重要仪器,它基于液体热胀冷缩的原理工作。当温度升高时,温度计内的液体体积增大,液柱上升;温度降低时,液体收缩,液柱下降。实验室常用的有水银温度计和酒精温度计。水银温度计测量范围从负39摄氏度到357摄氏度,精度较高;酒精温度计测量范围从负117摄氏度到78摄氏度,适合低温测量。
使用温度计前必须进行仔细的检查和准备。首先检查温度计是否完好无损,玻璃管有无裂纹或破损。其次观察液柱是否连续完整,如果液柱中断说明温度计已损坏不能使用。然后确认温度计的量程是否适合本次测量的温度范围。最后进行零点校准检查,将温度计放在冰水混合物中,观察是否指示零摄氏度。握持温度计时要手握上端,绝对不能用手接触温度计泡部分,以免体温影响测量结果。
正确的测量方法是准确使用温度计的关键。首先将温度计垂直插入被测液体中,确保温度计泡完全浸入液体,但绝对不能接触容器的底部和壁面,否则测量的是容器的温度而不是液体温度。插入后要耐心等待,直到温度计读数稳定不再变化,这表明温度计与被测物质达到了热平衡。整个过程中要保持温度计垂直,避免倾斜影响读数准确性。
准确读数是温度计使用的最后关键步骤。读数时眼睛必须与液面保持水平,这样才能避免视差误差。俯视会使读数偏小,仰视会使读数偏大。要仔细识别液面的准确位置,对于凹液面要读下缘,凸液面要读上缘。读数时要估读到最小刻度的十分之一,比如最小刻度是一摄氏度,就要估读到零点一摄氏度。记录时要包含估读位,格式如23.4摄氏度。特别重要的是,读数时温度计绝对不能离开被测物质,否则温度会发生变化。
在实际使用中要避免这些常见错误。第一,绝对不能将温度计从被测物质中取出后再读数,因为温度会立即发生变化。第二,读数时视线必须水平,俯视或仰视都会产生误差。第三,温度计不能接触容器底部,否则测量的是容器温度。第四,插入深度要充分,温度计泡必须完全浸入。第五,不能用手接触温度计泡。总结温度计使用要点:使用前仔细检查,正确插入并耐心等待,保持水平视线准确读数,及时记录实验数据。掌握这些要点,就能在物理实验中准确使用温度计了。