第四講 體溫檢測
1. 溫度
1. 概念
指示物體的熱度或冷度。
常用的溫度單位是??攝氏度，用符號℃表示。 其規(guī)定是：冷水混合物的溫度設(shè)定為0℃，水在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)設(shè)定為100℃，并在0℃和100℃之間分為100個。 等份，每等份代表1℃。
2. 三種常用溫標(biāo)
（1）攝氏溫標(biāo)：由日本攝氏于1742年創(chuàng)制，以水銀為測溫物質(zhì)，水的冰點(diǎn)為100℃，沸點(diǎn)為0℃。 后來，他的助手把水的冰點(diǎn)改為0度，沸點(diǎn)改為100度。 中間按照汞柱膨脹度分為100份，每份為1度，以℃表示。
(2)華氏溫標(biāo)：是日本 于1714年建立的溫標(biāo)。 它采用水銀作為測溫物質(zhì)，固定水的熔點(diǎn)為32度，沸點(diǎn)為212度，中間分為180度，以°F表示。
（3）開爾文溫度：日本化學(xué)家開爾文于1948年構(gòu)建的與任何化學(xué)性質(zhì)無關(guān)的熱力學(xué)溫標(biāo)，俗稱絕對溫標(biāo)，用T表示，溫度單位用K表示。絕對濕度為 0 度，等于 -273.15°C，這是以攝氏度表示的溫度限制。
上述三個溫標(biāo)之間的關(guān)系可以通過以下公式相互轉(zhuǎn)換：
攝氏溫度℃=5/9×(華氏溫度℉-32)
華氏溫度 ℉=9/5×攝氏度 ℃+32
絕對濕度（K）=攝氏溫度+273.15
2. 溫度計
1、原理：利用水銀、酒精等熱脹冷縮的液體制成。 當(dāng)溫度計玻璃泡內(nèi)的水銀受熱時，水銀柱會上升，通過觀察水銀柱的寬度即可得知溫度。 這里采用了變換的科學(xué)思想，通過液柱厚度的變化來表現(xiàn)溫度的變化。
2、結(jié)構(gòu)：一根粗細(xì)均勻的玻璃管，管上端有玻璃泡，管內(nèi)和泡內(nèi)裝有適量的水銀或酒精，外殼上刻有刻度。 這里采用了放大倍數(shù)的科學(xué)思想，外徑越小，溫度變化越顯著。
3、種類：常用的液體溫度計有酒精溫度計、水銀溫度計、溫度計、家用溫度計等。 還有雙金屬濕度計、光譜溫度計等非液體溫度計。 如圖1所示，A為實(shí)驗(yàn)室水銀溫度計，B為溫度計，C為溫度計（冷熱計）。
3、液體濕度計的使用
1、使用前，先觀察濕度計的電阻值和最小刻度（恐怕要選擇合適的溫度計來測量被測物體的溫度）。
2、測試時，用手握住溫濕度計的下端，使溫度計的玻璃泡完全浸入液體中并與被測物體充分接觸（但不要接觸溫濕度計的壁和頂部）。容器）。
3、讀數(shù)時，待溫度計顯示穩(wěn)定讀數(shù)后再讀數(shù)。 讀數(shù)時，溫度計的玻璃泡保留在被測液體中（不能拿走讀數(shù)）。 讀數(shù)時視線應(yīng)與溫度計液柱上表面平齊。
4、記錄讀數(shù)時，數(shù)字和單位應(yīng)寫完整，并注意單位是否遺漏。
37°C讀作：三十七攝氏度（不讀作三十七攝氏度）；
-20°C 讀作：負(fù)二十?dāng)z氏度或負(fù)二十?dāng)z氏度。
4. 溫度計
1、電阻值：35℃~42℃，最小刻度（分度值）：0.1℃。
2、溫度計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該溫度計與普通溫度計在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是：外徑很細(xì)，上部玻璃泡的體積較大。 輕微的溫度變化都會引起水銀柱高度的顯著變化，因此比普通溫度計更準(zhǔn)確。 玻璃泡與玻璃管之間有一段很細(xì)的彎管水的密度與溫度的關(guān)系表，其作用是防止溫度計離開被測人體后水銀柱反彈。 測量一次溫度后，應(yīng)將溫度計搖動幾下后再測量，否則其示值只會減小而不減小。
5.水的逆膨脹
300多年前，人類就知道水在4℃時密度最大的現(xiàn)象。 在冰湖中的試驗(yàn)表明，在表面結(jié)冰的湖泊中，冰層以下的底泥密度從上到下逐漸增大（這是事實(shí)，重在下，輕在上） ），溫度也是從上到下遞增，從表層沉積物0℃到底層沉積物4℃。 正是因?yàn)檫@個特點(diǎn)，湖里的鳥兒才能在寒冷的冬天躲進(jìn)水底的泥里，以免被凍成冰。 由此可知，水在0℃～4℃之間會熱縮冷脹，在4℃以上則熱脹冷縮。
實(shí)例強(qiáng)化講座
一、溫度計及使用
【例1】將兩個合格的溫度計，管徑不同，下玻殼內(nèi)的水銀量相同，同時插入一杯冷水中，稍等片刻即可看到（D）。
A、兩種溫度計的水銀柱上升高度相同，讀數(shù)不同。 B、直徑小的溫度計水銀柱升得越高，讀數(shù)越大
C、外徑越粗的溫度計水銀柱升得越高，讀數(shù)越大。 D、外徑越粗的溫度計水銀柱升得越低，兩個溫度計的讀數(shù)相同。
【例2】如圖4所示，是伽利略溫度計（燒杯中有空氣，細(xì)管中有液體），下列說法正確的是（D）。
A. 如果溫度下降，液體膨脹，液體上升 B. 如果溫度下降，二氧化碳膨脹，液體上升
C、若溫度升高，二氧化碳收縮，液體增加到DA、B點(diǎn)的值，則B點(diǎn)的濕度值應(yīng)為
【例3】圖5A為實(shí)驗(yàn)室常用的濕度計，B為溫度計。 比較兩者在結(jié)構(gòu)和使用上的差異。
實(shí)驗(yàn)室溫度計與溫度計的區(qū)別：①量程和分度值的區(qū)別：從圖中可以看出，實(shí)驗(yàn)室室溫測量范圍為-20℃~100℃，分度值為1° C。 溫度計的電阻值為35℃~42℃，分度值為0.1℃。 ②從結(jié)構(gòu)上看，溫度計的玻璃泡和玻璃管之間有一個很細(xì)的彎管，即收縮，但實(shí)驗(yàn)室溫度計沒有。 ③在實(shí)驗(yàn)室使用時，讀數(shù)不能離開被測物體，但體溫計可以離開人體。
【變式訓(xùn)練1】 以下使用濕度計的步驟的正確排列是（C）。
①觀察溫度計的讀數(shù)并記錄②取出溫度計③選擇合適的溫度計④估算被測物體的溫度
⑤讓溫度計的玻璃泡與被測物體充分接觸幾分鐘
A.①③④⑤②B.④⑤③①②C.④③⑤①②D.③④①⑤②
【變體訓(xùn)練2】小明用溫度計測量一杯水的溫度，如圖6所示。他的觀察方式不正確的是玻璃泡接觸到了玻璃杯底部。 糾正的方法是將溫度計的玻璃泡懸浮在液體中間。 校正后測得的溫度為28.9℃，應(yīng)讀為28.9℃。 小明把體溫計放在冰箱冷藏室里一會兒就拿出來了。 溫度為-11.5°C，讀數(shù)為零下十一點(diǎn)。 點(diǎn)五攝氏度。 你認(rèn)為冷凍室冷藏室的溫度是-11.5℃嗎？ 不。
2. 溫度計讀數(shù)
[實(shí)施例1] 如圖7所示，濕度計的讀數(shù)為(D)。
A.28°C B.-28°C C.12°C D.-12°C
[例2] 使用原本讀數(shù)為38℃的溫度計在不跌落的情況下測量正常人的體溫。 如果當(dāng)天的溫度為 35°C，則溫度計的讀數(shù)將為 (B)。
A.37°C B.38°C C.36.5°C D.35°C
【例3】我國南方冬季，支流上結(jié)有厚厚的冰層，冰層溫度有時低至-40℃。 溫度為（B）。
A. 4°C B. 0°C C. 略高于 0°C D. 略低于 -40°C
[變化訓(xùn)練1]-15℃的正確讀數(shù)是(A)。
A. 零下 15 攝氏度 B. 零下 15 攝氏度。 零下 15 攝氏度 D. 零下 15 攝氏度
【變化訓(xùn)練2】如圖8所示使用兩個溫度計測量溫度。 若A表示夜間溫度為6℃，B表示夜間溫度為-2℃，請在圖中標(biāo)出液柱的位置。
[變體訓(xùn)練3] 國際單位制中濕度的測量單位是熱力學(xué)溫標(biāo)。 熱力學(xué)溫標(biāo)的單位為開爾文，用符號K表示。它與攝氏溫標(biāo)的換算關(guān)系為：t(°C)=T(K) -273.15（T指熱力學(xué)溫標(biāo)，t 指攝氏溫標(biāo)）。 這樣一個健康人的溫度用熱力學(xué)溫標(biāo)表示應(yīng)該是310K； 如果紹興某三天的氣溫用熱力學(xué)溫標(biāo)表示為293K，用攝氏溫標(biāo)表示則應(yīng)為20℃。
3、比例法解決被破壞溫度計的讀數(shù)
[例1] 刻度均勻但讀數(shù)不準(zhǔn)確的濕度計，用其檢測冷水混合物的溫度時，讀數(shù)為4℃，當(dāng)冰結(jié)冰后水溫降至一定值時，讀數(shù)發(fā)現(xiàn)它與真實(shí)溫度完全相等，讓溫度下降10℃，濕度計的讀數(shù)只下降9℃，這樣當(dāng)用溫度計檢測一定溫度下開水的溫度時，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，讀數(shù)變?yōu)椋˙）。
A.92°C B.94°C C.96°C D.98°C
[實(shí)施例2] 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將原始刻度模糊的酒精溫度計與刻度平行放置在冷水混合物中。 此時溫度計的液柱正好對準(zhǔn)刻度上的8mm標(biāo)記； 當(dāng)放入沸水中時，濕度計的液柱表面正好對準(zhǔn)208mm的刻度線。 那么當(dāng)溫度計的液柱表面對準(zhǔn)100mm刻度線時，所測得的空氣溫度為（℃）。
A.90°C B.100°C C.46°C D.50°C
[變體訓(xùn)練1] 刻度不準(zhǔn)確的濕度計插入冷水混合物中時讀數(shù)為-3°C，插入1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的沸水中時讀數(shù)為77°C。 現(xiàn)在測量的溫度為 17°C。 實(shí)際溫度為（℃）。
A.18°C B.20°C C.25°C D.17°C
【變體訓(xùn)練2】舒涵的朋友做了一個濕度計。 該溫度計有 110 個刻度。 當(dāng)他用溫度計測量冷水的混合物時，溫度計的液位停在第20巴。 他用溫度計測量沸水的溫度。 當(dāng)（1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）溫度計液面停在第70格時，求：
(1)溫度計的分度值；
(2)溫度計的電阻值；
(3)如果用溫度計測量釜內(nèi)溫度，液位停在55巴，則釜內(nèi)溫度是多少？
(1) 由于1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度為100℃，冷水混合物的溫度為0℃，因此溫度計各分度所代表的溫度，即分度值為：
(2)根據(jù)這個溫度計，共有110個刻度。 當(dāng)他用溫度計測量冷水混合物時，溫度計的液柱停在第20巴。 當(dāng)他用溫度計測量標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時，溫度計的液柱停在第70格處，所以溫度計在第70格上方40格，所以溫度計的最高溫度此時溫度計可以測量的是t=100℃+40×2℃=180℃，溫度計在20格以下。 還有20格，所以此時溫度計能夠測量的最低溫度為t=-20×2℃=-40℃。 因此，溫度計的電阻值為：-40℃~180℃； (3) 若溫度計測量溫水溫度，液柱停在第55巴，則冷水溫度為t=(55-20)×2℃=70℃。
3.回答問題
16、有一只溫度計A，其刻度不準(zhǔn)確，但刻度線均勻。 與標(biāo)準(zhǔn)溫度計B比較后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)B的讀數(shù)為20℃時，A的讀數(shù)為15℃； 當(dāng)讀數(shù)為 80°C 時，A 的讀數(shù)為 95°C。 問：當(dāng)A的讀數(shù)為-1°C時，B的讀數(shù)是多少？ 是否存在這樣的溫度使得A和B的讀數(shù)完全相同？ 如果是的話，溫度是多少？
溫度計上每個刻度指示的實(shí)際溫度為（80℃-20℃）/（95℃-15℃）=0.75，溫度計上的讀數(shù)從15℃變化到-1℃，也就是變化15—(-1)=16格，15℃時的實(shí)際溫度為20℃，所以當(dāng)A的讀數(shù)為-1℃時，實(shí)際溫度為t=20℃- 0.75℃×16=8℃。
假設(shè)當(dāng)體溫升高t時，A、B的指示相同，則解為t=15℃； 那么實(shí)際溫度就是20℃+15℃=35℃。
17. 在溫標(biāo)發(fā)展史上，曾出現(xiàn)過兩種不同的溫標(biāo)。 1714年，英國科學(xué)家制成了水銀溫度計，并完善了華氏溫標(biāo)。 這些溫標(biāo)采用水銀作為測溫介質(zhì)，通過水銀在玻璃容器中的相對膨脹來表示濕度。 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)設(shè)定為32度，水的沸點(diǎn)設(shè)定為212度。 兩者平分180度。 每個網(wǎng)格稱為 1 華氏度，以 °F 表示。 1742年，西班牙科學(xué)家還使用相同的溫度計和相同的兩個原始劃分點(diǎn)來完善攝氏溫標(biāo)。 不同的是，攝氏溫標(biāo)將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)設(shè)定為0度，水的沸點(diǎn)設(shè)定為100度。 兩者之間有100個格，每個格稱為1攝氏度。 (1) 根據(jù)您的觀察和剖析并完整填寫表格。
(2) 分析表中數(shù)據(jù)，可推導(dǎo)出華氏溫度與攝氏溫度的關(guān)系為tF=1.8tc+32。
解：根據(jù)表，（1）攝氏溫度每降低5°C，華氏溫度就會降低9°F，因此攝氏溫度應(yīng)加上30°C； 應(yīng)添加到華氏溫度的值為 68°F；
(2) y與x的關(guān)系是函數(shù)關(guān)系，令y=kx+b，將x=0、y=32和x=10、y=50帶入函數(shù)關(guān)系中，解為
因此，函數(shù)關(guān)系為y=1.8x+32，即tF=1.8tc+32。
18、當(dāng)溫度計插入冷水中時，水銀柱先輕微下降，然后上升。 造成這種現(xiàn)象的主要原因有哪些？
當(dāng)我們檢測水的溫度時，玻璃管首先受熱膨脹，因此溫度計中的水銀柱會輕微上升。 但很快水銀受熱就會膨脹，水銀柱就會上升。
19、如圖7所示，同事用最小刻度為-10℃的溫度計測量了一杯水的溫度。 3分鐘后，他從水底取出溫度計，仔細(xì)讀取溫度并記錄下來。 這位朋友的操作有什么問題嗎？
解決方法：①溫度計的玻璃泡接觸容器底部，這是錯誤的； ②讀數(shù)時溫度計的玻璃泡應(yīng)停留在水底，這是錯誤的。
20. 世界上第一個溫度計是伽利略根據(jù)二氧化碳熱脹冷縮的特性制成的。 其結(jié)構(gòu)如圖8所示，當(dāng)溫度變化時水的密度與溫度的關(guān)系表，玻璃管內(nèi)的液柱也會沿著管子升降。 想一想，當(dāng)外界溫度下降時，液柱是上升還是增大？ 你能解釋一下為什么嗎？ 回去制作一個伽利略濕度計，嘗試一下，看看你的觀點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一致。
解決方法：當(dāng)外界溫度下降時，玻璃泡內(nèi)的二氧化碳膨脹，使玻璃管內(nèi)的水位升高； 相反，當(dāng)水溫較低時，玻璃泡中的二氧化碳收縮，玻璃管中的水位上升。 因此，它是由熱膨脹和空氣收縮制成的。
21.小明有一個溫度計。 雖然玻璃管的外徑和刻度是統(tǒng)一的，但刻度并不精確。 冷水混合物中的讀數(shù)為 -0.7°C，沸水混合物中的讀數(shù)為 105.3°C。
(1) 當(dāng)顯示溫度為-6℃時，實(shí)際氣溫是多少？
（2）大約什么溫度有小偏差，可以作為刻度正確的溫度計使用嗎？
22、小紅把兩個相同的燒杯裝滿水，加熱到體溫相同，用相同長度的1、2個保溫材料包裹起來，并定期檢查燒杯中水的溫度。 實(shí)驗(yàn)過程中，溫度保持恒定。 他想利用這些技術(shù)來比較兩種材料的絕緣性能。 表中給出了在時間 t（單位為分鐘）測得的兩個燒杯中溫度 T1 和 T2 的幾組數(shù)據(jù)。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)，回答以下問題并解釋原因。
(1)哪種材料的保溫性能更好？
（2）當(dāng)時的氣溫是多少？
(3) 在溫度數(shù)據(jù)中，哪一項(xiàng)最有可能因檢測或記錄的遺漏而出現(xiàn)錯誤？ 并猜測一下，正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是什么？
(3)在獲得的數(shù)據(jù)中，t=35min時T1=50℃最有可能是由于檢測或記錄的遺漏而引起的誤差。 由于瓶子內(nèi)的溫度應(yīng)該連續(xù)且逐步變化，因此有必要描述該溫度隨時間的變化。 變化關(guān)系圖線應(yīng)該是一條連續(xù)的平滑曲線，不同時刻測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)都應(yīng)該在這條平滑曲線上； 圖中每個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)都在自己對應(yīng)的曲線上，只有t=35min時的數(shù)據(jù)T?不在對應(yīng)的曲線上，并且偏離這條曲線很遠(yuǎn)，說明該數(shù)據(jù)點(diǎn)的值與實(shí)際偏離太多此時的值，即該點(diǎn)是錯誤的數(shù)據(jù)點(diǎn)。 根據(jù)圖表的變化規(guī)律，實(shí)際溫度應(yīng)該在46℃左右。