自制温度计

探索主题

热胀冷缩是温度计的工作原理

制作材料

一个瓶子

一个软木塞

一根细的白色吸管

水

墨水

织衣服的钢针

老虎钳

直尺

温度计

蜡油或橡皮糖

实验设计

热胀冷缩其实很不明显,怎么才能精确反映很小的温度变化呢?在温度计里,水银球只有一个很细的玻璃管出口,很小的胀缩就很容易通过细管内水银柱的高度变化反映出来。水在4摄氏度以上、100摄氏度以下都是热胀冷缩的。我们也需要一个细管让水的胀缩变得显著可见。

制作流程

1.用老虎钳夹着钢针,把钢针烧红,在软木塞上开个小孔,使吸管恰好能够穿过。

2.插上吸管,在吸管与小孔的接合处用蜡油或橡皮糖密封好。

3.往瓶子里装满水,滴入几滴墨水,染上颜色。

4.在软木塞上滴上蜡油或糊上一层橡皮糖。

5.把软木塞放在瓶口上,用力往下按,让瓶里的水沿着吸管上升一点点。注意别让瓶里留下空气。

6.现在需要表上刻度。先把它放在开水中,等吸管里的水面不动了,记下这时的水面高度,这是100摄氏度。然后放在已知温度的冷水中,吸管里水面的高度就表示这时的温度。然后把两个刻度之间按温度差平分,我们自己的气温计就做好了。

7.放在阳台上,测一测,今天一天的温度怎么变化。

分析讨论

1.如果瓶里混入空气会怎样?为什么?

2.如果瓶口没有密封好会怎样?为什么?

3.为什么要选细的吸管?

发散思考

1.时间长了,瓶里的水会蒸发,刻度就不准了,怎么防止水的蒸发?

2.除了液体,固体有没有热胀冷缩的性质?能不能做固体的温度计?

小知识

温度计的工作原理其实很简单。一般物体都会热胀冷缩,而且膨胀的比例跟温度成正比。温度计里装的银白色物质是水银,红色物质是加色的煤油。当温度上升时,水银或煤油就膨胀,沿着温度计狭窄的细管上升,从刻度上就可以读出温度了。

水在通常情况下也能热胀冷缩,我们就用这最常见的液体制作自己的温度计。