高紅坪

物體的冷熱程度用溫度來(lái)衡量，人們?cè)谌粘Ｉ钪谐３{感覺(jué)判斷物體的冷與熱。但是這種判斷由于受外界環(huán)境條件的限制往往測(cè)量不準(zhǔn)。這時(shí)就需要一個(gè)能夠準(zhǔn)確測(cè)量溫度的工具即溫度計(jì)，而常用溫度計(jì)的刻度是“攝氏度”。那么，攝氏溫度是怎樣規(guī)定的呢？在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把冰水混合物的溫度規(guī)定為0度，把沸水的溫度規(guī)定為100度。在0度和100度之間分成100等份，每一等份是攝氏度的一個(gè)單位，叫做1攝氏度。

在八年級(jí)上冊(cè)物理第四章《物態(tài)變化》中，我們學(xué)習(xí)了刻度均勻示數(shù)準(zhǔn)確的溫度計(jì)的讀數(shù)，這種讀法較簡(jiǎn)單，學(xué)生易于掌握。但是對(duì)于刻度均勻示數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計(jì)的讀法在課本中未提到。學(xué)生在碰到此類問(wèn)題時(shí)，往往不知所措，無(wú)從下手。那么，這種刻度均勻示數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計(jì)到底該怎樣讀數(shù)呢？下面我將分兩類情況解決以上提出的問(wèn)題。

一、求溫度計(jì)的最小刻度法

例1：有一支溫度計(jì)刻度均勻，經(jīng)檢驗(yàn)測(cè)量不準(zhǔn)確。把它放在冰水混合物中的讀數(shù)為2攝氏度，把它插入標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中，讀數(shù)為90攝氏度，用它來(lái)測(cè)量一杯溫水時(shí)，讀數(shù)為24攝氏度。那么這杯溫水的實(shí)際溫度是多少度？

分析：解“不準(zhǔn)確溫度計(jì)”這類題時(shí)，關(guān)鍵是弄懂溫度計(jì)是如何刻度的，題目中說(shuō)“刻度均勻”可理解為如右圖所示：溫度計(jì)內(nèi)管直徑恒定不變，此時(shí)溫度計(jì)中液柱長(zhǎng)度變化與溫度變化成正比，根據(jù)攝氏溫度的定義，冰水混合物的溫度是0攝氏度，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度為100°C。由題意可知在這兩個(gè)溫度之間共刻了（90-2）個(gè)小格，所以每小格代表（100-0）÷（90-2）攝氏度，而測(cè)溫水的溫度時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)為“24°C”即比真正的0°C高出（24-2）格，所以這杯溫水的實(shí)際溫度應(yīng)按下式求出：

實(shí)際溫度=每格代表的示數(shù)×比0°C時(shí)高出的格數(shù)

解：設(shè)該溫度計(jì)的實(shí)際溫度為t°C，根據(jù)題意

t=■×（24-2）°C

解得t=25°C

答：這杯溫水的實(shí)際溫度是25°C。

例2：小明有一支溫度計(jì)，雖然它的刻度均勻，但標(biāo)度卻不準(zhǔn)確。它在冰水混合物中的讀數(shù)是-0.7°C，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水中溫度計(jì)的讀數(shù)是102.3°C，它指示的氣溫是-0.6°C。實(shí)際的溫度是多少？

解：在標(biāo)準(zhǔn)0°C和100°C之間共有[102.3-（-7）]格

所以溫度計(jì)每相鄰兩刻線間表示的度數(shù)為：

■=■°C

溫度計(jì)指示的氣溫示數(shù)已經(jīng)不準(zhǔn)確了。

它只能表示出此時(shí)溫度計(jì)示數(shù)在0刻線以下第6刻線處。

所以此時(shí)氣溫應(yīng)為[-6-（-0.7）]×■°C=-5.3×■°C=-5.15°C

答：這支溫度計(jì)在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下指示氣溫是-6℃時(shí)實(shí)際的溫度是-5.15°C。

二、比例法

例3：一支半成品（刻度未刻上）的溫度計(jì)，但內(nèi)管內(nèi)徑均勻，插入冰水混合物中測(cè)得水銀柱長(zhǎng)度為5厘米，插入沸水中時(shí)，水銀柱長(zhǎng)為31厘米。如果測(cè)量一杯熱水時(shí)，水銀柱長(zhǎng)度是20.6厘米。那么這杯熱水的溫度應(yīng)為多少攝氏度？

分析：畫(huà)出如圖甲所示的溫度計(jì)刻度示意圖，圖中左側(cè)是水銀柱的長(zhǎng)度，右側(cè)是準(zhǔn)確的溫度，根據(jù)溫度計(jì)刻度劃原理，溫度的變化量與水銀柱長(zhǎng)度的變化量成正比，設(shè)水銀柱長(zhǎng)是20.6厘米，對(duì)應(yīng)實(shí)際溫度為t°C可得：

■=■

解：設(shè)當(dāng)水銀柱長(zhǎng)是20.6厘米時(shí)，溫水的溫度為t°C，依題意可得

■=■

解得t=60°C

答：這杯熱水的溫度應(yīng)為60°C。

例4：用一支讀數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下測(cè)得冰水混合物的溫度示數(shù)為-2℃，用它測(cè)某種液體的溫度示數(shù)為19°C，則該液體的實(shí)際溫度為多少？

分析：如下圖所示是該溫度計(jì)的刻度示意圖，圖中左側(cè)表示不準(zhǔn)確的溫度示數(shù)，右側(cè)表示準(zhǔn)確的溫度，根據(jù)溫度計(jì)的刻度原理解題。

解：設(shè)該液體的實(shí)際溫度為t°C，根據(jù)題意：

■=■

解得t=20°C

答：該液體實(shí)際溫度為20°C。

三、綜合法

例5：一支沒(méi)有刻度的水銀溫度計(jì)，在20攝氏度時(shí)，水銀柱長(zhǎng)為10厘米。在100攝氏度時(shí)，液柱長(zhǎng)30厘米。當(dāng)液柱長(zhǎng)是15厘米時(shí)溫度是 ?攝氏度;當(dāng)溫度是30攝氏度時(shí)，液柱長(zhǎng)是 ?厘米？

解答：溫度差Δt=100°C-20°C=80°C對(duì)應(yīng)液柱長(zhǎng)ΔL=30cm-10cm=20cm。在溫度計(jì)的刻度部分中每1厘米的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的溫度變化值Δt/ΔL=80°C/20cm=4°C/cm。當(dāng)液柱從10cm變?yōu)?5cm時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度t=20°C+5cm×4°C/cm

=20°C+20°C=40°C但溫度從20°C變?yōu)?0°C升高10°C對(duì)應(yīng)的液柱長(zhǎng)度L=10cm+10°C/（4°C/cm）=12.5cm。

注：此題不能用20°C平均拆分10cm或是用100°C平均拆分30cm。因?yàn)?°C的刻度線位置在L=10cm—20°C/（4°C/cm）=5cm處，10°C的溫度刻度只有2.5厘米的長(zhǎng)度。

（甘肅省秦安縣王尹中學(xué)，甘肅 天水 741600）