有一组同学对温度计进行专题研究.他们通过查阅资料得知十七世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为,一麦杆粗细的玻璃管,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 |
h (cm) | 30.0 | 24.9 | 19.7 | 14.6 | 9.4 | 4.2 |
△h=hn-1-hn | 5.1 |
①当温度升高时,管内水柱高度h将______(填:变大,变小,不变);
②水柱高度h随温度的变化而______(填:均匀,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一个大气压):______.
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处有:
①______;
②______.
(1)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;
①变小;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
=V T
=c(常数)△V △T
则△V=c△T=c△t
设S为管的截面积,高度差△h=
=△V S c△t S
即h随温度的变化而均匀变化.
(2)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.同时大气压不同,相同温度时,高度h不同,这种温度计读数不同.
故主要的不足之处有①测量温度范围小;②温度读数受大气压影响
故本题答案是:(1)5.2;5.1;5.2;5.2;①变小;②均匀;封闭气体近似作等压变化
(2)①测量温度范围小;②温度读数受大气压影响