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阅读资料内容,回答问题:
新型温度计
日本科学家利用碳纳米管研制一种新型的温度计,它可以测量50℃-500℃之间的温度,预计在微观环境中将有广泛的应用前景.日本物质材料研究机构的科学家在英国(自然)杂志上发表报告说,他们在直径为75n1rn的碳纳米管里充入金属镓液体,对它加热,然后冷却.结果发现,在50℃一500℃之间,碳纳米管中镓液柱的高度随温度呈现均匀变化;就像普通温度计里的酒精或水银柱的高度变化一样,液柱最长可以达到10nm.
金属镓低于29.78℃是固态,高于2403℃变成气态,用液态镓作为测温液体,可以测量的范围很大.同时,用于制造碳纳米管的材料是石墨,它在50℃~500℃之间的体积随温度的变化极小,因此碳纳米管本身的直径和长度变化可忽视不计,测量精确度较高.
(1)这种新型温度计是根据什么原理制造的?
(2)你认为新型温度计的量程在什么范围精确度较高?
(3)通过阅读,你觉得制造温度计在选择材料上要考虑哪些因素?(至少写出两条)
通过阅读材料可知,这是一种新型材料制作的温度计,找出这种材料的特性,从而可确定这种温度计的制作原理;从材料随温度的体积变化情况可分析其精确度的程度;结合温度计的测温要求,还可考虑在选择材料上的相关要求. 答:(1)这种新型温度计提根据碳纳米管中镓液体在50℃~500℃之间液柱的高度随温度呈现均匀变化的原理制成的; (2)在50℃~500℃之间新型温度计的精确度较高;因为在50℃~500℃之间镓液体在碳纳粹中的高度随温度均匀变化,在这种温度下,镓液体和酒精、水银一样热胀冷缩.碳纳米管在这一温度范围内体积则变化极小.为提高温度计的精确度提供了保证. (3)制造温度计的材料的体积随温度变化极小;测温度液体的体积随温度变化较大;测温液体的体积随温度均匀变化;制造温度计的材料在高温下不氧化等.
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考点分析:
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温度(℃)171921232527
高度h(cm)30.024.919.714.69.44.2
相邻高度的高度差△h(cm)5.15.25.1M5.2
(1)在不同温度下,课题组分别测出了对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示:根据表中数据,计算出空格M内的相邻高度的高度差数值为______m,
(2)通过表中数据分析,可得出结论:
①水柱高度h随温度的升高而______(填升高、降低或不变);
②若在不同的高度,吸管上刻有对应的温度值,则吸管上温度的数值从上往下看,依次是由______(选填:“由大到小”或“由小到大”);
(3)通过实验探究,课题组同学还发现,若用此“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是______(至少写出一点).

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场景三:C组同学在读温度计的示数时,有的仰视来读,有的俯视来读,还有的将温度计从液体中取出来读数,结果他们测出的温度值都不相同.他们感到奇怪:同一杯水,温度为什么会不一样了.
请你结合自己在课堂上做这个实验的体验,分析总结一下,应如何正确使用温度计.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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