Question

有一组同学对温度计进行了专题研究．他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一麦秆粗细的玻璃管，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
高度	30.0	24.9	19.7	14.6	9.4	4.2
	5.1

根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差，并填入表内的空格．由此可得结论：①当温度升高时，管内水柱高度h将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）．②水柱高度h随温度的变化而_________（选填“均匀”或“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1个标准大气压）．______________．

（2）通过实验，同学们发现用“伽利略温度计”来测温度，还存在一些不足之外，其中主要的不足之处有：

①_______________________________．

②______________________________．

Answer

变小 均匀 封闭气体近似作等压变化（k为常数），，，即h随温度的变化而均匀变化（S为管的截面积） 测量温度范围小 温度示数受大气压影响

【解析】

（1）[1] 当温度升高时，封闭气体压强增大，发生膨胀，管内水柱高度变小；

[2] [3] 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，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

（k为常数）

则有

设S为管的截面积，高度差为

即h随温度的变化而均匀变化；

（2）[4] 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；

[5] 当大气压不同，相同温度时，高度h不同，这时温度计读数也不同。