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温度计的制作方法

书名:令人着迷的化学本章字数:1266

有时会长高,有时会变矮

高高的个子,戴着一根红红的领带,感觉到热就会长高,感觉到冷就会变矮。你们猜猜,这是什么东西?是的,它就是温度计。

温度计,一般都有一根细长的玻璃管,玻璃管里面装着红色的液体。在细长的玻璃管的下端有一个像玻璃球一样的地方,这里就是贮存所有红色液体的储藏室。要是把温度计放到热水中,那么“玻璃球”里的红色液体就会往上升;要是把它放到冰水里,红色的液体就会向下降。等到红色液体的上端不动时,读出红色液体上端所停位置对应的刻度,就可以知道所测的温度是多少了。温度计里面的红色液体,为什么会有的时候升上去,有的时候又降下来呢?

温度计的结构

其实啊,红色液体的真实身份是煤油。煤油本身是无色透明的,为了让它更容易被看出来,人们就给它上了颜色。温度计,除了有装红色液体的,还有装银色液体的。这种银色的液体呢,就是水银。

你们知道吗?我们身边的绝大多数东西,不管它是固体、液体,还是气体,其体积基本上都会随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小。例如在夏天的沙滩上,经过太阳的暴晒,是不是经常可以看到一些沙滩球膨胀之后就爆裂了呢?气体体积的变化,真的好明显啊!不过,液体和固体的体积变化就感觉是微乎其微的了。因此,在平时的生活中,我们也几乎不会察觉到液体或固体的体积变化。

但是,如果我们把液体放到像温度计一样细的玻璃管里并给它加热,液体就会在玻璃管里面膨胀,向上移动,也就是我们看到的温度在上升。液体受热之后体积会变大,受冷之后体积会变小,温度计正是利用这一原理被发明出来的。

温度计的刻度是怎样定下来的呢?

你们知道冰在多少摄氏度会融化成水吗?一般情况下,温度达到0℃,冰就会开始融化,此过程中温度会维持在0℃不变,直到冰全部融化后,温度才会继续上升。同样的,把水冷却到0℃,水就会开始结冰了,此过程中温度也会保持在0℃不变,直到水全部结成冰后,温度才会继续下降。还有啊,将水加热到100℃,水就会沸腾,如果继续加热下去的话,水的温度仍旧保持在100℃。不管是0℃,还是100℃,为什么水就可以这样——在正好的温度结冰,在正好的温度沸腾呢?那是因为,大家现在正在使用的摄氏度这个单位,就是以水为基准决定下来的。

让我们来一起看一下,假设有一支还没有标注刻度的温度计,我们把这支温度计放到冰水里,在红色液体上端停止的地方做一个记号。接下来,我们再把这支温度计放到已经沸腾的水中,也在红色液体上端停止的地方做一个记号。这样一来,我们就做了两个记号。下面,我们把这两个记号之间的距离等分成100份,然后把这100份之间的间隔都均等地标记出来,那么温度计的刻度就产生了。

温度的单位符号℃可以读作“摄氏度”,这是瑞典人安德斯·摄尔西乌斯在1742年给温度计标记刻度的研究中确立下来的。但是,摄尔西乌斯确定的温度标记和现在的温度标记正好是相反的。他把水结冰的温度标成了100℃,把水沸腾的温度标成了0℃,上下之间就是他画的那些刻度。后来,经过修正才改成了今天这样的温度标记方法呢。如果按照之前的设计,温度一升高,显示的数字就变小,温度一降低,显示的数字反而增大,那可真是太奇怪了!