吉普丽儿
第1楼2011/06/22
气体温度计多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用于精密测量。
电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计,都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的;半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠,已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。
温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端,另两端与测量仪表连接,形成电路。把工作端放在被测温度处,工作端与自由端温度不同时,就会出现电动势,因而有电流通过回路。通过电学量的测量,利用已知处的温度,就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴——铜、铂——铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间,多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温,有的能测接近绝对零度的低温。
高温温度计是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计,有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂,这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温。
识别物体冷热的最简单的方法是利用人的触觉,但这种测温手段常常会有误。如我们将左手放入热水中,右手放入冷水中,然后再将两只手一起放入介于以上两个热度之间的温水中,两只手的感觉就完全不同,原来浸入热水中的左手会觉得凉,原来浸入冷水中的右手会感觉水热。在日常生活中尚难以用这种方法作出冷热的判断,在科学上就更无大的价值了。科学家需要一种既客观、又能给出具体数值的判定冷热的方法,这种需要促进科学家发明了温度计。
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第2楼2011/06/22
温度计的原理及最初发明
把两个冷热不同的物体放在一起,互相接触,经过一段时间后,两个温度就会达到相同的冷热程度。这时用科学术语说,它们相互达到了热平衡。再进一步,如果有三个物体A、B、C,其冷热程度不同,A和B互相隔开,并使A和B与物体C相接触。经过一段时间后,A和C及B和C都达到了热平衡。这时,如果再使A和B相接触,则会发现A和B之间不发生热传递,各自的温度也不发生变化。这说明A和B在开始接触时就处于热平衡状态。由此会得到一个结论:如果物体A和B都跟第三个物体C处于热平衡状态,则A和B也必定处于热平衡状态,即一切互为热平衡的物体都具有相同的温度。这就是用温度计测定物体温度的依据!
早在公元前250年,比扎提乌姆(Byzantium)的斐罗(Philo)就曾描述过加热使空气膨胀的各种实验。到公元100年,亚里山大里亚的黑伦(Heron)再一次描述过同样的实验。说明人类很早就认识到空气具有热胀冷缩的性质。这也就是最早的温度计所应用的原理。
最早的温度计究竟是谁发明的?曾经有过争论,有的人把最早的温度计的发明归功于荷兰的有名机械师德里贝尔(C.Drebbel);也有人把这项优先权归功于帕杜亚的解剖学家桑托留斯(Sanctorius);还有人把它归功于克拉科夫的神父保罗(Paul),伦敦的医生弗拉德(R.Fludd)及德国的盖里克。但现代的历史研究一致同意把温度计的发明归功于伽利略。
1593年,伽利略用一个45厘米长的、麦杆粗细的玻璃管,一端吹成鸡蛋大小的玻璃泡,一端仍然开口。伽利略先使玻璃泡受热,然后把开口端插入水中,使水沿细管向上上升一定的高度。因为泡内的空气会随温度的变化发生热胀冷缩,水管内的水也会随之发生升降。这样就可以用水管内水位的高低表征玻璃泡内空气的冷热程度。这就是第一只温度计。伽利略的另一个学生卡斯特里亲眼看到伽利略在1603年进行实验讲演时使用了这种温度计。当然这种温度计是不会准确的,因为泡内空气会受大气压及温度起伏的影响,它实际上是一个温度气压计。同时伽利略在管子上的刻度也是任意刻划的。
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第3楼2011/06/22
1632年,法国物理学家雷伊(J.Ray)第一个改进了伽利略的温度计。他将伽利略的装置倒转过来,将水注入玻璃泡内,而将空气留在玻璃管中,仍然用玻璃管内水柱的高低来表示温度的高低。由于这项改进使水成了测温物质,实际上这成了第一只液体温度计。它的缺点在于,向上的管口没有封闭,由于水会不断蒸发,会影响到测量的准确性。科学家就在玻璃泡和玻璃管的相对大小上进行研究,以减少这种蒸发,使液体能在一年的过程中在整个玻璃管的长度内升降。尽管从今天的角度看来这种努力的方向不大对头,但从温度计发展完善的全过程来看,这种努力是有价值的,也是必然会出现的。没有当初在各个方面想方设法的改进,就不会有今天的完善。
1657年,佛罗伦萨西曼托(Cimento)科学院的成员们提出了密封管子的思想,并建议用酒精取代水作为测温物质,从而使最早的温度计进入了较为实用的阶段。