時間：2023-06-07 09:22:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇溫度計的原理，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
在變壓器的運行過程中，繞組溫度計主要起到對線圈繞組溫度的全程監視的作用。繞組的溫度會直接決定變壓器的使用壽命，因為絕緣材料的溫度和老化情況會直接受到繞組溫度的影響，特別是線圈繞組最熱部分的溫度。通常變壓器繞組的電位比較高，所以直接使用測溫元件無法測出繞組的溫度，針對這種情況，應該采用間接的方法來實現對變壓器繞組的溫度進行測量是一種可行性較強的方法。
1、變壓器繞組溫度計的工作原理
通常變壓器在運行的過程中會有負載損耗產生，這就會引起電壓器繞組發熱，從負載損耗的公式中可以看出，繞組的發熱和變壓器電流的平方之間是成正比的。因為變壓器的繞組是被絕緣油包圍著的，所以用油的溫度和變壓器中通二次電流的電熱元件的溫度相加就可以將變壓器的繞組溫度測量出來。
繞組溫度計是在一個油面溫度計的基礎上，又配備了一臺電流匹配器以及一個電熱元件，繞組溫度計的原理圖如圖1所示。繞組溫度計的工原理是在位于變壓器油箱頂層的油孔內插入溫度計傳感器的溫包，在變壓器無負荷的時候繞組沒有發熱現象，這時溫度表中顯示出來的溫度計就是變壓器油的溫度。如果變壓器處在帶負荷的運行狀態中時，電流互感器輸出的電流得到電流匹配器調整之后將會流經電熱元件，這時電熱元件將會發熱。彈性元件在受到電熱元件所產生熱量的影響下，位移量將會變大。通常變壓器的油溫和負荷電流會共同決定彈性元件的位移大小，也就是說這兩個因素都會給彈性元件的位移造成影響，所以在設計繞組溫度計的時候，對于流經電熱元件的電流所引起的溫升進行了考慮，而流經電熱元件的電流的溫度增量正好和變壓器被測繞組相對于油的溫度升高的大小相似，所以變壓器繞組溫度計真正顯示出來的溫度就是變壓器頂層油溫和電熱元件電流的溫升的和，測出來變壓器繞組最熱部分的溫度測量了出來，也就是變壓器繞組的溫度。
油孔也就是溫度計座是筒形的，其位于變壓器油箱的頂部具有導熱功能但是和變壓器油系統之間是隔離的。在使用的過程中首先在油孔內將感溫油加滿之后將溫包插入，之后將溫包取出來將少量的感溫油抽吸出來，要保證溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時使用螺紋將其固定住。這樣可以確保油孔內的感溫油可以發生膨脹并確保油孔就有良好的傳熱功能，這樣可以保證測量溫度的準確性。電流匹配器作為一種電流變化裝置主要是提供電源給繞組溫度計。電流匹配器的工作原理是由電流互感器輸入的電流經過電流匹配器得到交換之后給繞組溫度計內部的電熱元件提供可調的電流，最終實現對變壓器繞組最熱部分的溫度進行模擬。可以通過對電流匹配器線端的變化以及電位器和電熱元件的分流比進行調整，即就是粗調和微調。電熱元件作為整體測量設備的關鍵和核心元件，因為只有電熱元件的發熱特性能真實的將變壓器繞組的發熱特定反映出來，才能確保測量結果的準確性。
2、常用的繞組溫度在線測量方法
通常情況下，變壓器繞組溫度的在線測量方法包括三類，分別是直接測量方法、間接計算法以及熱模擬測量方法。
2.1直接測量方法
直接測量法通常是在制造時將測溫元件埋設好，而且埋設點的多少和測量的準確度是成正比的，這種方法可以完成對變壓器繞組溫度的測量，三十維護維護起來很困難難度很大，而且維護需要的成本也極高。
2.2熱模擬測量方法
該種測量方法因為在變壓器上安裝的用來測量溫度的設備經過長期的使用測量精度將會降低，會差生較大的測量誤差，也就是無法實現對變壓器繞組溫度進行準確的測量，所以會有很多的隱患，有些國家已經停止使用該種測量方法來對變壓器繞組溫度進行測量，在我國使用的也越來越少。
2.3間接計算方法
以負載導則熱點計算公式為依據的間接計算法來實現對變壓器繞組溫度進行測量能保證極高的精確度，所以在目前作為一種經濟、簡單而且實用性較強的一種測量方法。該種方法主要是依據對變壓器熱模型進行假設，然后結合各個國家的經驗以及相關的油浸式變壓器負載導則中規定的標準將熱點溫升的計算公式導出來，進而實現對變壓器繞組溫度的計算，這種方法可以保證計算的精度，所以是一種實用性很強的測量方法，這種方法被使用的越來越廣泛，相信在未來也會有著廣闊的發展前景。
3、在使用繞組溫度計時需要注意的問題
從上文的圖1中可以看出，在繞組溫度計中，微調電位器可能會出現接觸不良的情況，因為該微調電位器在電路中主要是實現對元件的加熱，起到了分流器的作用，如果被保護的變壓器的油溫溫升比較小的時候，IS就比較小，這時微調電位器的分流量就比較大，更容易出現接觸不良的現象，為了避免出現接觸不良的情況，在使用繞組溫度計的過程中需要注意的問題有：第一，在生產組裝繞組溫度計的時候要確保微調電位器的三只腳都焊接牢固，如果微調電位器的動觸點出現了開路情況，另外的兩只腳所形成的固定電子依然還能起到分流作用，可以在很大程度上對動觸點的開路所造成的影響起到緩解作用；第二，為了有效減少微調電位器的調節量，實現動觸點開路對繞阻溫度計所造成的影響的緩解，需要將一個可投撤的固定電阻并聯在微調電位器的旁邊，同時要將一個固定的電阻串聯在微調電位器的前面；第三，要對原跨線的整定規則進行修改，根據實際情況對電流匹配器的檔位進行調整，以實現對微調電位器分流量的減少。在對跨線進行整定的時候，要進行具體問題具體分析，做到靈活的整定，以確保測量的準確性；第四，將表校完之后，在對變壓器的溫包進行恢復時要確保在油孔內注入一定量的油然后將保溫包插入，要溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時使用螺紋將其固定住，以免有雨水進入儀器而導致短路或者將電器回路燒壞。
·知識與技能
1.知道溫度的概念，能說出生活和自然環境中常見得溫度值。能用溫度術語描述生活中的“熱”現象。
2.了解體溫計的工作原理，熟悉使用溫度計的過程，掌握它的使用方法，并學會攝氏溫度的讀法和寫法。
3.知道溫度的常用單位和國際單位制中的單位。
·過程與方法
養成使用儀器和探究其物理原理的好習慣，體驗學會使用一種新儀器的愉悅心情。
·情感、態度與價值觀
1.通過探究，使學生體驗探究的過程，激發學生主動學習的興趣。
2.體會對溫度進行準確測量的必要性，養成采集準確數據的好習慣。
3.培養學生的觀察能力。
4.鼓勵學生自己查找資料，培養學生自學的能力。
二、教學重、難點
1.重點
溫度計的使用。
2.難點
溫度計的使用。
三、教學方法
實驗探究法、講授法、討論法、啟發式教學法、閱讀法。
四、教學器材
演示實驗器材：各種溫度計(各1支)、各種溫度計掛圖(各1副)、演示溫度計(1支)、燒杯(3只)，分別盛冷水、溫水、開水。
學生實驗：燒杯(2只)盛半杯冷水，一杯熱水、溫度計(各1只)
輔助教學資源：多媒體或小黑板。
五、教學過程
引入新課
熱現象是指與物體的冷熱程度有關的物理現象，例如，大家在小學自然課中學過的物體的熱脹冷縮就屬于熱現象。
我們生活中都用哪些詞來形容物體的冷熱程度。(學生思考探究)
在日常生活中我們常用冷、熱、溫、涼、燙等有限的形容詞來形容物體的冷熱程度。這樣是否就能準確區分物體的冷熱程度呢?
學生議論。
教師講述：這樣的形容非常的粗糙。如：開水和燒紅的鐵塊都很燙，但它們燙的程度又有很大的區別(認同所研究的問題)。所以，在物理學中，為了準確地描述物體的冷熱程度，我們引入了溫度這一概念。用溫度的數值比較準確區分物體冷熱程度。
新課教學
一、溫度與溫度計
1.溫度：表示物體的冷熱程度。
在生活與生產中常用攝氏度(℃)作為溫度的單位。
在科學研究中使用熱力學溫度，有關熱力學的溫度，請同學們閱讀課文中“加油站”的內容。
2.單位：
①常用單位：攝氏度(℃)
②SI單位：開爾文(K)
3.熱力學溫度(T)與攝氏溫度(t)的換算關系：T=273+t
教師講述：溫度與人類生活息息相關，如：地球平均氣溫的升高使人們看到環境的污染導致“溫室效應”;“SARS”傳播期間，發病的一個重要標志就是體溫升高;許多食品、藥品的保鮮、保質都要在一定的冷藏、冷凍溫度范圍內;氣溫的變化影響著人們的身體健康，農業生產、工業生產、科學研究的許多都要在一定溫度環境下進行……因此，我們需要了解有關溫度和溫度測量的知識。
教師講述：自然界中的物體，溫度高低相差很懸殊。請大家讀出圖各種物體溫度值，要求大家能說出生活中和自然環境中常見的溫度值，并能用溫度術語描述生活中的“熱”現象。
說明：引導學生參與探討，促進學生主動學習。
教師講述：我們對于溫度高低的判斷往往用皮膚的感覺。現在請同學們來做個實驗探究。三只燒杯中分別裝有熱水、溫水和冷水，現請一位同學將左手食指伸入熱水中，右手食指伸入冷水中，停留一段時間后，將兩個食指同時放入溫水中。
說明：一名同學上前面來操作，同學們認真觀察，比較兩手指的感覺，說明了什么?
教師講述：憑感覺來判斷物體的溫度高低是不可靠的，要準確地判斷就必須進行測量，要進行測量就要選擇科學的測量工具—溫度計。
二、測量工具──溫度計
教師講述：前面的學習中，我們已經使用溫度計測量過溫度。今天我們繼續學習一些溫度計的原理和使用方法。
教師出示常用溫度計(實驗室溫度計、寒暑表、體溫表)實物掛圖讓學生觀察，并讓用手捏住溫度計使它升溫，放手使之降溫，引導同學們思考溫度計的原理。
提問：溫度計中液體上升和下降跟溫度的變化有什么關系?為什么有這樣的關系?
學生討論、交流后并回答，老師給予適當的點評和引導。
學生意見統一后，教師予以概括總結并用板書。
1.液體溫度計的工作原理：根據()液體的熱脹冷縮原理制成的。
提問：前面我們已經觀察過溫度計的實物和掛圖，都知道溫度計上都標有刻度，你們知道溫度計是怎樣刻度的嗎?
(引導學生找到溫度計刻度的方法)
學生討論、交流，教師作適當的啟發：冰水混合物的溫度為多少?一個標準大氣壓下沸水的溫度為多少?
學生討論后回答。
冰水混合物的溫度為0℃，一個標準大氣壓下沸水的溫度100℃。
講述：攝氏溫度就把冰水混合物的溫度規定為0℃，一個標準大氣壓下沸水的溫度規定為100℃。
教師進一步提出問：1℃如何刻度呢?
學生思考，討論，形成正確的觀點后匯報，在0℃到100℃之間分成100等份，每一份就是1℃。
教師板書
2.攝氏溫度的規定
冰水混合物的溫度規定為0℃，一個標準大氣壓下沸水的溫度規定為100℃，在0℃到100℃之間分成100等份，每一份就是1℃。
教師向學生介紹桌上的溫度計是常用的溫度計，分別是實驗室用的溫度計、寒暑表、體溫表。
教師讓學生再仔細看一看桌上實驗室用的溫度計、寒暑表、體溫計的量程有何不同，想想溫度計中的液體有何不同。
(提示：常用溫度計的測溫物質應處于液態，才能正常使用。根據用途不同，實驗室用的溫度計、寒暑表、體溫計的量程不同。參考值：實驗室用的溫度計：-20℃～110C;寒暑表：-20℃～50℃;體溫計：35℃～42℃;固態汞熔點：-39℃;液態汞沸點：357℃;固態煤油熔點：低于-30℃;液態煤油沸點：150℃;固態酒精熔點：-117℃;液態酒精沸點：78℃。)
工作液體的選擇原則：一是液體存在的溫度范圍要寬，即凝固點要低，沸點要高;二是液體的膨脹系數要大;三是液體要純凈，不沾污玻璃，不侵潤玻璃。
3.常用溫度計的種類：
(1)實驗室溫度計
(2)寒暑表
(3)體溫表
①特殊結構：縮口
教師講述體溫計盛水銀的玻璃泡上方有一段做得非常細的縮口，測體溫時水銀膨脹能通過縮口回升到上面玻璃管里，讀體溫計時體溫計離開人體，水銀變冷收縮，水銀柱來不及退回玻璃泡，就在縮口處斷開，仍然指示原來的溫度。所以體溫計離開人體后還能表示人體的溫度。要使已經升上去的水銀再回到玻璃泡里，可以拿著體溫計上端用力向下甩(不是體溫計的普通溫度計不能甩)。
②液體—水銀量程：35℃～42℃分度值：0.1℃
體溫度計的使用規則：
①不能用常用溫度計直接測量火焰的溫度，原因之一是火焰的溫度超過了常用溫度計的測量范圍，另外火焰還可能使玻璃熔化或使溫度計中的液體沸騰;
②寒暑表的測量范圍的上限不會超過50℃，而沸騰的水面上，水蒸氣的溫度會達到近100℃，所以不能用寒暑表測量沸水及沸水面上的溫度;
③測量液體溫度時，如果溫度計的玻璃泡沒有放在液體的中間部分，而是靠在了容器的側壁，而側壁因液體與外界發生熱傳遞，其溫度會低于或高于液體平均溫度，使測量不準確。容器的底部也會因為加熱，溫度高于中間部位的液體溫度。所以，應該將溫度計的玻璃泡放在液體的中間部位進行測量。
請同學們在綜合第十一章有關溫度計使用注意事項，總結如何正確使用常用溫度計。教師予以適當的指導。
說明：組織學生分組討論、交流，怎樣正確使用溫度計，正確的予以肯定。
學生意見統一后，教師予以概括總結并用投影出示。(小黑板展示)
4.液體溫度計的正確使用
(1)使用溫度計前：①選擇量程合格的溫度計，若待測溫度高于溫度計的最高溫度，溫度計會脹破;若待測溫度低于溫度計的最低溫度，則測不出溫度值。②認清溫度計的分度值，以便測量時能準確讀數。③確定零刻線。
(2)使用溫度計時：①應將溫度計的玻璃泡全部浸入被測液體中，不能碰到容器底和容器壁。②溫度計的玻璃泡浸入待測液體中要稍候一會兒，待示數穩定后再讀數。③讀數時玻璃泡不能離開被測液體，否則示數會降低。同時，視線要與溫度計中液柱的上表面相平，若斜視會產生誤差。
學生實驗：測出半杯冷水的溫度，并不斷向冷水中加熱水后分別測出其溫度的情況。
教師巡視并予以適當的指導。
教師講述：溫度計的種類很多，下面再向大家介紹幾種溫度計。
數字式溫度計：根據物質導電性與溫度的關系制成。感溫元件將所測溫度變化而發生變化，通過數字電路在液晶顯示屏上顯示溫度值。
雙金屬片溫度計：雙金屬溫度計是由兩種不同膨脹系數彼此牢固結合的金屬作為感溫組件的溫度計。感溫組件隨溫度變化而發生形變，其自由端帶動指針旋轉，從而測得被測介質的溫度，并直接通過表盤顯示。
彩色溫度表：根據高溫物體的顏色與溫度的關系用對照的方法估測出物體的溫度。
告訴學生除了書上介紹的溫度溫度計外，在生產和科研中用到的溫度還有很多種，例如：
氣體溫度計(gasthermometer)利用氣體在體積不變時壓強隨溫度變化的規律，或壓強不變時體積隨溫度變化的規律制成的溫度計。前者稱為定容溫度計，后者稱為定壓溫度計。常用的氣體有氫、氦、氮、氖、氧和空氣等。用接近理想氣體的氫氣(或氦氣)制成的溫度計精確度高，且測量范圍較廣，所以常用于精密測量。
輻射高溫計(radiationpyrometer)利用高溫物體的熱輻射來測量其溫度的一種高溫測量儀器。這種溫度計可以不直接和被測物體接觸而在遠距離測量，所以可以用來測量星體溫度。輻射高溫計實際測量范圍約為500～1600℃。
光測高溫計(opticalpyrometer)利用熾熱物體發的光測量其溫度的一種高溫測量儀器。
課堂小結
鞏固練習
1.溫度是表示物體_____的物理量，生活與生產中溫度的常用單位是_____。
2.常用溫度計是利用液體的____的原理工作的，使用溫度計測量液體的溫度時，溫度計的玻璃泡要全部浸入液體中，不要碰到_____;被測溫度不要超過溫度計的_______;讀數時玻璃泡要繼續留在被測液體中，視線與溫度計中液柱上表面_____。
3.讀出圖中，2時、8時、14時、20時這四上時刻的氣溫
時_________℃
8時_________℃
14時________℃
20時________℃
4.用體溫表測得某人的體溫是38.5℃，用后沒有甩過就又接著測第二個人，示數可能會怎么樣?
布置作業
恒溫水浴的組裝及其性能測試
實驗目的 了解恒溫水浴的構造與工作原理，學會恒溫水浴的裝配技術、 測繪恒溫水浴的靈敏度曲線 掌握貝克曼溫度計的調節技術和使用方法 儀器與試劑 2升大燒杯
貝克曼溫度計
100℃溫度計
加熱器
水銀接觸溫度計
繼電器
磁力攪拌器
調壓變壓器
恒溫水浴的組裝及其性能測試
實驗者
周進 陳小輝
實驗時間
2000.5.15
室溫 ℃
22.6
大氣壓pa
101.6
1
0.610
0.410
0.620
0.615
0.582
0.532
0.490
0.440
0.385
0.332
0.280
0.218
2
0.575
0.765
0.620
0.680
0.650
0.550
0.735
0.605
0.741
0.658
0.520
0.705
3
0.620
0.545
0.610
0.552
0.505
0.590
0.500
0.585
0.495
0.555
影響恒溫浴靈敏度的因素主要有哪些?試作簡要分析. 答: 影響靈敏度的因素與所采用的工作介質、感溫元件、攪拌速度、加熱器功率大小、繼電器的物理性能等均有關系。
如果攪拌速度不定時，則恒溫水浴的溫度在所設定的溫度浮沉比較大，所測靈敏度就低。 如果加熱器功率不適中，就不易控制水浴的溫度，使設定的溫度上下波動較大，其靈敏度就低。 若貝克曼溫度計精密度較低，在不同時間記下的溫度變化值相差就大，即水浴溫度在所設定溫度下波動大，其靈敏度也就低， 接觸溫度計的感溫效果較差，在高于所設定的溫度時，加熱器還不停止加熱，從而使得浴槽溫度恒高不降，這樣在不同的時間內記錄水浴溫度偏高，靈敏度就低。 欲提高恒溫浴的控溫精度(或靈敏度),應采取些什么措施? 答: 要提高恒溫浴的靈敏度，就要針對影響因素的精密度。
功率適中的加熱器、 精密度高的貝克曼溫度計及接觸性能好的溫度計。 攪拌器的攪拌速度要固定在較適中的數值 同時要根據恒溫范圍選擇適當的工作介質。 實驗討論
在本實驗中，加熱器加熱時溫度升高的很快，所以在讀數時我們要做到快和準，否則數據誤差會很大。
top
恒溫水浴的組裝及其性能測試
實驗目的 了解恒溫水浴的構造與工作原理，學會恒溫水浴的裝配技術、 測繪恒溫水浴的靈敏度曲線 掌握貝克曼溫度計的調節技術和使用方法 儀器與試劑 2升大燒杯
貝克曼溫度計
100℃溫度計
加熱器
水銀接觸溫度計
繼電器
磁力攪拌器
調壓變壓器
恒溫水浴的組裝及其性能測試
實驗者
周進 陳小輝
實驗時間
2000.5.15
室溫 ℃
22.6
大氣壓pa
101.6
1
0.610
0.410
0.620
0.615
0.582
0.532
0.490
0.440
0.385
0.332
0.280
0.218
2
0.575
0.765
0.620
0.680
0.650
0.550
0.735
0.605
0.741
0.658
0.520
0.705
3
0.620
0.545
0.610
0.552
0.505
0.590
0.500
0.585
0.495
0.555
影響恒溫浴靈敏度的因素主要有哪些?試作簡要分析. 答: 影響靈敏度的因素與所采用的工作介質、感溫元件、攪拌速度、加熱器功率大小、繼電器的物理性能等均有關系。
如果攪拌速度不定時，則恒溫水浴的溫度在所設定的溫度浮沉比較大，所測靈敏度就低。 如果加熱器功率不適中，就不易控制水浴的溫度，使設定的溫度上下波動較大，其靈敏度就低。 若貝克曼溫度計精密度較低，在不同時間記下的溫度變化值相差就大，即水浴溫度在所設定溫度下波動大，其靈敏度也就低， 接觸溫度計的感溫效果較差，在高于所設定的溫度時，加熱器還不停止加熱，從而使得浴槽溫度恒高不降，這樣在不同的時間內記錄水浴溫度偏高，靈敏度就低。 欲提高恒溫浴的控溫精度(或靈敏度),應采取些什么措施? 答: 要提高恒溫浴的靈敏度，就要針對影響因素的精密度。
功率適中的加熱器、 精密度高的貝克曼溫度計及接觸性能好的溫度計。 攪拌器的攪拌速度要固定在較適中的數值 同時要根據恒溫范圍選擇適當的工作介質。 實驗討論
在本實驗中，加熱器加熱時溫度升高的很快，所以在讀數時我們要做到快和準，否則數據誤差會很大。
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深圳大學物理化學實驗報告
實驗者:蘇竹 謝佳澎 實驗時間: 2000/5/17
氣溫: 21.7 ℃ 大氣壓: 101.7 kpa
實驗一 恒溫水浴的組裝及其性能測試
1目的要求
了解恒溫水浴的構造及其構造原理，學會恒溫水浴的裝配技術； 測繪恒溫水浴的靈敏度曲線； 掌握貝克曼溫度計的調節技術和正確使用方法。
2儀器與試劑
5升大燒杯 貝克曼溫度計 精密溫度計 加熱器
水銀接觸溫度計 繼電器 攪拌器 調壓變壓器
3數據處理:
1
1.590
1.565
1.500
1.460
1.380
1.350
1.610
1.570
1.455
1.390
1.330
1.280
1.200
1.120
1.350
2
1.630
1.595
1.610
1.635
1.598
1.600
1.640
1.610
1.605
1.580
1.650
1.620
1.695
1.655
1.640
3
0.560
0.521
0.450
0.330
0.312
0.220
0.225
0.100
0.180
0.145
0.220
0.480
0.540
0.530
0.750
4思考
影響恒溫浴靈敏度的因素主要有哪些?試作簡要分析. 答: 影響靈敏度的因素與所采用的工作介質、感溫元件、攪拌速度、加熱器功率大小、繼電器的物理性能等均有關系。如果加熱器功率過大或過低，就不易控制水浴的溫度，使得其溫度在所設定的溫度上下波動較大，其靈敏度就低；如果攪拌速度時高時低或一直均過低，則恒溫水浴的溫度在所設定的溫度上下波動就大，所測靈敏度就低。若貝克曼溫度計精密度較低，在不同時間記下的溫度變化值相差就大，即水浴溫度在所設定溫度下波動大，其靈敏度也就低，同樣地，接觸溫度計的感溫效果較差，在高于所設定的溫度時，加熱器還不停止加熱，使得浴槽溫度下降慢，這樣在不同的時間內記錄水浴溫度在所設定的溫度上下波動大，所測靈敏度就低。
欲提高恒溫浴的控溫精度(或靈敏度),應采取些什么措施? 答: 要提高恒溫浴的靈敏度，應使用功率適中的加熱器、精密度高的貝克曼溫度計接觸溫度計，及水銀溫度計所使用攪拌器的攪拌速度要固定在一個較適中的值，同時要根據恒溫范圍選擇適當的工作介質。
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深圳大學物理化學實驗報告
實驗者: 謝佳澎，蘇竹 實驗時間: 2000/5/17
氣溫: 21.7 ℃ 大氣壓: 101.7 kpa
恒溫水浴的組裝及其性能測試
目的要求 了解恒溫水浴的構造及其構造原理，學會恒溫水浴的裝配技術； 測繪恒溫水浴的靈敏度曲線； 掌握貝克曼溫度計的調節技術和正確使用方法。 儀器與試劑 5升大燒杯 貝克曼溫度計 精密溫度計 加熱器
水銀接觸溫度計 繼電器 攪拌器 調壓變壓器
實驗儀器圖 （略）
4 實驗數據及其處理
表1 不同狀態下恒溫水浴的溫度變化，℃
220v攪拌
1.590
1.565
1.500
1.460
1.380
1.350
1.610
1.570
1.455
1.390
1.330
1.280
1.200
1.120
1.350
220v不攪
1.630
1.595
1.610
1.635
1.598
1.600
1.640
1.610
1.605
1.580
1.650
1.620
1.695
1.655
1.640
110v攪拌
0.560
0.521
0.450
0.330
0.312
0.220
0.225
0.100
0.180
0.145
0.220
0.480
0.540
0.530
0.750
圖1 不同狀態下恒溫水浴的靈敏度曲線
1.晶體、非晶體熔化和凝固實驗（圖1），利用溫度計測量不同時間的溫度，得出晶體、非晶體熔化和凝固的特點，也可以測出晶體的熔點和凝固點.
2.水沸騰實驗（圖2），利用溫度計測量出水沸騰前和沸騰后的溫度，得出沸騰的特點，也可以測出不同液體的沸點.
3.液化實驗（圖3），利用溫度計測量出液體液化過程中的溫度，得出液化的特點.
4.探究物質的比熱容實驗（圖4），利用溫度計測量出沙子和水的初溫和末溫，得出不同物質吸熱升溫快慢的本領.
5.探究不同燃料燃燒放出熱量的實驗（圖5），利用溫度計測量出水的初溫和末溫，來比較質量相同的不同燃料在充分燃燒時放出熱量的多少.
6.探究影響電流熱效應的因素實驗（圖6），利用溫度計測量出瓶中液體的初溫和末溫，通過液體溫度的變化來反映電流通過導體產生的熱量的多少.
二、使用常用溫度計
1.準備
（1）明確測量對象，初步估測待測對象的溫度.
（2）根據估測值，選用合適量程的溫度計，避免損壞溫度計.
（3）認清溫度計的分度值和零刻度線，以便準確讀數.
2.操作
（1）溫度計的玻璃泡全部浸入被測液體中（即與待測物體充分接觸），不要碰到容器底或容器壁.
測量液體溫度時，下列做法哪個正確？（ ）.
（2）溫度計玻璃泡浸入被測液體中稍候一會兒，待溫度計的示數穩定后再讀數.
溫度計中的液柱在上升的過程中，它的溫度比待測溫度 ，假如經過18℃時，表示此時為 （液柱的溫度/被測物體的溫度）.溫度計中的液柱穩定時，它的溫度與待測溫度 .
（3）讀數時溫度計的玻璃泡要繼續留在被測液體中，視線與溫度計中液柱的上表面相平.
如圖8所示，甲、乙兩圖比較，正確的是 ，丙圖中正確的是 ，俯視讀數時，讀數偏 ，仰視讀數時，讀數偏 （大/小）.
有兩個溫度計，它們的玻璃泡里裝有同樣多的水銀，但是它們的玻璃管內徑粗細不同，當把它們同時放在同一杯熱水中時，則（ ）.
A.兩水銀柱上升的高度相等，溫度計的示數相同
B.兩水銀柱上升的高度相等，溫度計的示數不同
C.兩水銀柱上升的高度不相等，溫度計的示數相同
D.兩水銀柱上升的高度不相等，溫度計的示數也不同
三、改進常用溫度計
1.將一刻度均勻但所標讀數與實際溫度不等的溫度計，通過實驗我們可以給它重新刻度，達到廢物利用，節約資源的目的.
（1）假設用這支溫度計測冰水混合物的溫度時原刻度讀數為4℃，相對于0℃，中間有4個刻度；
（2）用它測標準大氣壓下沸水的溫度時讀數為96℃，相對于0℃，中間有96個刻度；
（3）再用它測某液體的溫度時，它的讀數為27℃，相對于4℃，中間有23個刻度；
（4）通過計算分析可以得出此液體的實際溫度.
分析過程 溫度計的示數從4℃升高到96℃，中間原刻度相隔了96格-4格
=92格，實際上測量溫度升高了100℃，所以每格的實際溫度為
（100℃-0℃）/92格=25/23（℃/格）.
測量某液體的溫度時，它的示數比插入冰水混合物中的示數升高了23℃，即27格-4格=23格，所以實際溫度為
t=25/23（℃/格）×23格=25℃.
關鍵詞：不準確 溫度計 能 使用
我們知道溫度計是根據物體的熱漲冷縮原理制成的。并且我們把1標準大氣壓下，冰水混合物的溫度規定為0℃，把沸水的溫度規定為100℃，然后在0℃至100℃之間分成100等份，每1份則為1℃。然后根據物體的冷熱程度，溫度計里的液柱上升到相應的位置，我們就能測出物體具體溫度。
然現有一不準確的溫度計，在1個標準大氣壓下，用它測冰水混合物的溫度時，示數不是0℃，而是5℃；用它測沸水的溫度時，示數不是100℃，而是95℃。那么這樣的溫度計能使用嗎?
我們的回答是肯定的。即這樣的溫度計照樣能用。下面通過具體問題來進行分析：
一、 當已知示數求實際溫度時
例如:對于上述的溫度計，當測某溫度的水時，觀察到該溫度計的示數為32℃，問該水的實際溫度是多少？
分析：由圖可知，示數5℃所表示的真實溫度是0
℃，示數95℃所表示的真實溫度是100℃，即真實溫度0℃---100℃這100℃的變化范圍是在5℃---95℃這95-5=90個小格內變化的，也就是說，真實值的100℃所占的范圍是90格。或者說，90格代表100℃，則1格代表100/90℃。而示數32℃的有效變化是從示數5℃開始的，即示數32℃所占的有效格數是32-5=27格，又因為1格代表100/90℃，所以27格代表的真實溫度是（100/90℃）×27格=30℃
解：有上述分析可知
(100℃－0℃) ∶ (95－5) ＝t℃ ∶(32－5)
解得：t＝30℃
二、 當已知實際溫度求實數時
例如：對于上述不準確的溫度計，當測真實溫度為32℃的水時，問溫度計的示數是多少？
分析:由上題分析可知，
真實溫度的0℃---100℃的變化范圍是5℃---95℃，所占的格數為90格，則可算出真實溫度32℃所占的格數是（100/90）×32℃=28.8格，而這28.8格起步點是從示數5℃算起的，即我們所見的示數應為28.8+5=33.8℃
解：設32℃所占的格數為x格，其示數為t℃
由題意及分析可知:
(100℃－0℃) ∶ (95－5) ＝32℃∶x
解得：x=28.8格
t= 28.8+5=33.8℃
即示數是33.8℃
由上述分析可知：
1、 當已知示數，求實際溫度時有公式：
( 大實數－小實數) ∶(大示數－小示數)= 所求值 ∶(已知示數－小示數)
100℃ 0℃ 95℃ 5℃ t℃ 32℃ 5℃
2、當已知真實溫度，求示數時有公式：
( 大實數－小實數) ∶(大示數－小示數)= 已知實數 ∶(所求示數－小示數)
100℃ 0℃ 95℃ 5℃ 32℃ t℃ 5℃
筆者發現，多數學生在遇到該節知識點時，總是模模糊糊弄不明白，但當本人給他們講解后，尤其是給他們當公式寫下時，同學們都能非常理解并掌握該知識點。在此，筆者寫出自己在講授該知識點時的一些見解，望能饗讀者。
參考文獻：
⑴彭前程主編《初中物理教材》，人民教育出版社2006年版。
⑵張相輪著：《科學藝術和諧論》，遼寧教育出版社1988年版。
例1 (2008年江蘇南京)根據表l所提供的數據，在標準大氣壓下，以下判斷正確的是( )
(A)80℃的酒精是液態
(B)氣溫接近－50℃時，應選用水銀做溫度計的測溫液體
(C)－39℃的水銀吸熱，溫度可能不變
(D)鉛的凝固點是－328℃
分析：由表1可知，酒精的熔點是－117℃、沸點是78℃，80℃高于沸點78℃，對照溫度數軸可知此時酒精應為氣態，(A)答案錯誤。水銀的熔點是－39℃、沸點是35.7℃，對照溫度數軸可知，－50℃時水銀為固態，不能用來測溫，(B)答案錯誤。由溫度數軸可知，－39℃時水銀可能有三種狀態(固態、固液共存態或液態)，如果水銀正在吸熱，固態時溫度剛好達到熔點，固液共存態時正好處于熔化過程中，這兩種情況溫度都不變；水銀全部變成液態時，熔化結束，再吸熱溫度就會升高。反之，水銀放熱時分析類似。所以，－39℃時水銀的溫度可能變化，也可能不變，(c)答案正確。鉛的熔點和凝固點都是328℃，(D)答案顯然是錯誤的。
例2 (2007年山東濟寧)表2是1標準大氣壓下一些物質的熔點和沸點。根據表2，在我國各個地區都能測量氣溫的溫度計是( )
(A)水溫度計
(B)水銀溫度計
(C)酒精溫度計
(D)乙醚溫度計
關鍵詞：水銀溫度計；檢定過程；注意問題
一、引言
玻璃水銀溫度計是膨脹式的溫度計，其工作原理是通過水銀對人體溫度變化的變化而達到測量溫度的目的，其測量范圍多集中在-30℃-300℃，按照浸沒方式的不同，水銀溫度計包括局部浸沒式與全部浸沒式。
一般情況下，工業用溫度計之所以使用水銀主要有兩個方面的因素，第一，水銀到受熱之后，體膨脹系數的變化情況較為明顯；第二，水銀體膨脹系數會呈現出線性的特征，其膨脹系數表達方程為 ，在不同的溫度環境之中，其膨脹系數與一次方程類此。隨著溫度的變化，玻璃管內部水銀便會受熱膨脹，與此同時，溫度計玻璃管以及液泡玻璃也會隨之膨脹，此時，水銀膨脹數值同玻璃膨脹數值之差便是被測溫度，一般玻璃的膨脹系數很小，可以忽略不計，下面就針對水銀溫度計檢定過程中需要注意的幾個問題進行深入的分析。
二、水銀溫度計檢定方式
一般對水銀溫度計進行檢定時需要選擇多支同時檢定的方式，檢定的時間緊張，檢定的溫度計的種類也較為復雜，如果未采取科學的檢定方式，就可能會造成人力、物力與財力的浪費，舉例來說，某批次溫度計中有一支溫度計的測定范圍為-30-50℃，在進行檢定時，其檢定范圍就需要控制到-30-50℃，此時，低溫槽需要制冷至-30℃進行檢定，低溫槽從開機到制冷的過程中需要保持2小時的恒溫。低溫槽從室溫降至-30℃大約需要2個小時的時間，如果一支溫度計測定范圍為-30-300℃，那么在進行檢定時，其檢定范圍就為-30-300℃，而這兩種檢定方式就會浪費一定的電量。此外，現在的油槽多使用甲基硅油，一旦溫度超過200℃，就會有大量的濃煙產生，這不僅會對周圍環境造成一些污染，也會對檢定人員的身體健康造成不良的影響。
三、水銀溫度計檢定過程中需要注意的問題
在進行測量時必須要保證恒溫槽中液體液面能夠充滿到恒溫槽蓋的表面，假如液面過低，就會在一定程度上導致測量的誤差增加。在進行讀數時，考慮到溫度計刻線有著一些寬度，應該防止在刻度位置進行讀數，有關研究顯示，如果在刻度位置進行讀數，會增加±0.02℃的誤差。
同時，也要注意到，若水銀溫度計為全浸式，那么在測量的過程中需要按照全浸方式將其垂直插入恒溫槽之中，露出的液柱長度應該控制在15個分度值之中，如果露出的液柱較多，那么也會給測量帶來一定的誤差。而在利用讀數裝置進行觀測時，應該調節好其水平位置，保持溫度線與視線的垂直，如果難以達到這一點就需要留出一些仰角與俯角，最大限度的降低測量的誤差。如果鑒定溫度點與實際環境有著較大的偏差，那么在進行檢定之前就需要提前進行預熱或者預冷，再進行測量，防止驟熱驟冷對溫度計造成損壞。
四、水銀溫度計檢定過程中需要注意的環保問題
為了防止檢定過程為周圍環境造成危害，在進行檢定時應該注意到以下幾個方面的問題：
1.規范操作方式
水銀溫度計是是在實驗室中進行使用，接觸他們的也多為專業人士，為了防止環保問題的產生，應該加強對他們的培訓，提升他們的操作水平與責任意識，幫助他們掌握好汞泄露的處理方式，減小汞對環境產生的不良影響。
此外，還要對溫度計檢定工作進行統籌的安排與兼顧，一般情況下，在進行水銀溫度計檢定時，大多數的型號與規格都是統一的，為了提高檢定的效率，相同規格、型號的溫度計可以由同一機構進行保管，對于收到的溫度計，檢測機構也需要進行統籌的安排，分批次的進行檢定，這樣不僅能夠合理利用人力、物力與財力，還能夠減少汞污染，優化檢定效率。
2.嚴格對不合格產品的處理
對于檢定結果不合格的產品，可以將其返還給廠家，也可以將其提供給有處理能力的單位，對不合格產品中的汞進行統一的回收，對這些資源進行反復利用，此外，如果發現溫度計檢定結果不合格，需要重新領取新的溫度計，并補上相關的資料，防止亂丟亂放，對周圍環境造成不必要的污染。
3.重視汞外泄的處理
如果在檢定過程中出現的汞外泄的情況，那么就需要按照廠家的產品說明書進行處理，防止污染的發生。
4.加大科研力度，研究新型溫度計
為了防止汞污染的發生，有關部門應該加強研究，研究新型無汞數字溫度計，同時，制定好科學的制度限制含汞溫度計的銷售，不斷完善相關的廢品處理與回收渠道。計量檢測機構與科研單位應該積極的研究環保、無污染的汞替代品，逐漸的代替現在的汞溫度計，推行新型溫度計的使用。
五、結語
在水銀溫度計的檢定中，必須要采取合理的措施，保證檢定的質量。但是還要注意到，雖然加強了管理，但是在檢定過程中還是存在一些問題，如果被檢定產品存放的時間過久，那么檢定結果就會受到一定的影響，考慮到這一因素，計量部門應該建立好相關的數據庫，對被檢溫度計進行統一的標號，在每個周期中均可以進行查詢。此外，雖然數字溫度計已經得到一定范圍的應用，但是其成本較高，技術手段也并不夠成熟。
參考文獻：
[1]倪雪飛，韓.水銀溫度計檢定過程中需要注意的幾個問題[J].計量與測試技術，2011（08）
[2] Thickness precision measurement method of sheath and insulation materials based on image processing[A]. Proceedings of IEEE 2011 10th International Conference on Electronic Measurement & Instruments（ICEMI’2011） VOL.03[C]. 2011
[3]Exterior Quality Inspection of Rice Based on Computer Vision[A]. Computer and Computing Technologies in Agriculture-Ⅰ--Proceedings of the Third IFIP International Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture（CCTA 2009）[C]. 2009
在物理學習活動中，項目學習是其中的一種重要學習方式。學生根據項目要求，能制作出豐富多樣的項目產品。作為學生學習成果的表達方式之一，如何充分發揮產品的效用，如何在保持學生興趣的同時對學生的物理學習提供有益的幫助，是教師亟需解決的課題。
若能將學生的項目產品與學生的課堂學習進行有機結合，發揮其資源載體的作用，這無疑將非常有效地培養學生的創新思維，提高學生的探究能力。下面以“自制溫度計”為例，具體闡述項目產品的應用及其拓展。
一、項目原型：自制溫度計的制作與使用
在人教版教材《溫度》這一節內容中，有關于自制溫度計的活動。借鑒這一活動，制作項目產品，不僅簡單易行，可操作性強，同時對于培養學生的動手能力、動腦習慣也有非常大的幫助。
1.制作方法。
在小瓶中裝滿帶有顏色的水。給小瓶配一個橡膠塞，橡膠塞上一根細玻璃管，使橡膠塞塞住瓶口。
2.使用方法。
將小瓶放入熱水中，觀察細管中水柱的位置，然后將小瓶放入冷水中，觀察細管中水柱的位置。
3.應用與提升。
學生制作的產品如圖1所示，用錐形瓶作為容器，并在玻璃管后方加了一個可以標刻度的硬紙板。學生通過制作溫度計，首先對液體溫度計的原理有了最直觀的認識。同時也能將該產品應用于課堂之中，充分發揮其資源屬性。
應用1：標注刻度。
教師提出問題：如何標注刻度？
學生討論得出標注方法：先將瓶子放入標準大氣壓下的冰水混合物中，液柱位置為0℃，然后將瓶子放入標準大氣壓下的沸水中，液柱位置為100℃，再將這段距離100份等分。
應用2：如何提高精確程度？
例：制作液體溫度計時，為提高溫度計的準確程度，以下措施可行的是（ ）
A.玻璃泡的容積做大一些，玻璃管內徑做細一些。
B.玻璃泡的容積做小一些，玻璃管內徑做粗一些。
C.玻璃泡的容積做大一些，玻璃管內徑做粗一些。
D.玻璃泡的容積做小一些，玻璃管內徑做細一些。
學生討論與分析：液體溫度計是根據液體的熱脹冷縮原理制成的，玻璃泡中的液體遇熱膨脹時，會在玻璃管中上升，升高相同的溫度，體積膨脹相同。如果管子越細，上升的刻度越多，越靈敏；增大玻璃泡的容積，溫度變化量相同時，液體總體積的變化量會更大，在玻璃管中上升的高度會更大。
二、項目產品拓展1：自制氣壓計
在學習《氣體的壓強》這一節內容時，測量用的金屬盒氣壓計、水銀氣壓計并不是每個學校都能配備，由于器材的稀缺，學生很難直觀地去感受大氣壓強與高度之間的關系。人教版教材中又適時給出了“自制氣壓計”的學生活動。
1.制作方法：
取一個瓶子，放入適量有顏色的水，再取一根兩端開口的細玻璃管，在它上面畫上刻度，使玻璃管穿過橡皮塞插入水中。
2.使用方法：
從玻璃管上端吹入少量氣體，使瓶內氣壓大于大氣壓，水沿玻璃管上升到瓶口以上。拿著它從樓下走到樓上，觀察水柱高度的變化。
提示學生將以前制作的“自制溫度計”與之進行對比，并進行項目產品的制作調整。作品如圖2所示。
3.應用與拓展：
應用1：探究大氣壓強與高度的關系。
學生討論分析自制氣壓計的原理：瓶內氣壓等于水柱所產生的壓強加上大氣壓強。若大氣壓強變大，則水柱液面會下降；若大氣壓強變小，則水柱液面將上升。
使用該氣壓計進行實地測量，得出結論，海拔高度越高，大氣壓強越小。
應用2：評估該氣壓計的不足。
與學生共同評估該氣壓計在使用時的注意事項：不能用手直接拿著瓶子，以免由于水以及瓶內氣體熱脹冷縮而對實驗結果造成影響。
通過對項目產品“自制溫度計”進行改裝，不僅讓學生對溫度計的知識進行了回顧，同時也使他們更加直觀地感受了裝置的些許差異所帶來的物理意義的全新闡釋。
三、項目產品拓展2：自制焦耳定律演示器
義務教育物理課程標準（2011版）對焦耳定律的內容要求是：通過實驗，探究并了解焦耳定律。“了解”雖然屬于知識要求的最低層次，但是“探究”則表明對學生的探究能力的培養提出了更高的要求。
1.教材中的演示器材及使用反饋。
教材中通過探究影響電流熱效應的因素這一探究活動來引出焦耳定律。在猜想環節，學生的猜想可以說五花八門，教師對這一環節很難處理與把握。而在探究環節需要花費較長的時間進行探究活動。
實驗器材如圖3所示，將一段電阻絲浸沒在一定質量的煤油中，通電時，電阻絲產生的熱量被液體吸收，液體的溫度就會升高。因此可以通過液體溫度的變化來比較產生熱量的多少。
實驗步驟：（1）將兩段阻值不等
的電阻絲分別浸沒在兩瓶質量相等的煤油中，將其組成串聯電路，通電一段時間后切斷電源，觀測不同電阻絲所在液體溫度的變化。（2）控制通電時間相等，調節滑動變阻器，改變通過電阻絲的電流大小，觀察其中一根電阻絲所在液體的變化。（3）延長通電時間，觀察液體溫度的變化。
實踐中存在的不足：首先，煤油的氣味較為難聞。其次，液體的選擇是必須首先考慮的問題，雖然可以回顧比熱容的知識，但是增加課堂的容量，對本節課知識的建構并沒有實質性的幫助。最后，在探究產生熱量與電阻關系、電流關系時，煤油的冷卻需要花費一定的時間，影響實驗的繼續開展。
2.自制焦耳定律演示器。
以自制氣壓計為基礎，將一根電阻絲放置在瓶內氣體中。通過觀察玻璃管中液柱的變化情況來判斷釋放出的熱量。產品如圖4所示。
優點：使用一次后，拔出瓶塞，瓶內空氣溫度就能迅速降至室溫，以便于迅速進行下一步的探究環節。
通過對項目產品的進一步改裝，解決了實踐過程中的問題，同時又一次充分發揮了其資源載體的優勢與作用，讓學生對自己的作品有了更加深刻的認識，提高了他們的學習興趣。
現行初二物理教科書中的第四章《熱現象》編進了“溫度計”、“物態變化”及與之相關的物理知識．筆者在教學中發現，由于本章內容的“超前”編排，致使教學中出現了幾處不能順利完成教學的障礙．
在進行“熔化和凝固”、“觀察水的沸騰”兩小節的教學時，其中有通過海波的熔化、水的沸騰兩個實驗數據（溫度和吸熱時間的關系）作圖象，從而較直觀地建立“熔點”和“沸騰”概念的教學內容．在教學中當把實驗做完后，在引導學生用實驗數據作圖象時，卻遇到了麻煩．學生對圖象知識一無所知，他們既不會根據實驗數據作圖象，也不會觀察分析圖象，更談不上根據圖象理解和判斷物理過程或物理現象．究其原因是學生還未學過數學中的坐標系及圖象知識．課后筆者向數學老師咨詢方知，按數學教材的安排要在初三才學這部分內容．出于無奈，筆者只得專門用了一課時粗略地介紹有關坐標系圖象的數學知識之后才勉強完成了教學任務．結果學生仍知之甚少，似懂非懂．在單元檢測時涉及到圖象的知識出錯率最高．當然，在教材的邊框里用小字排印了這樣一段話：“‘圖象’我們并不生疏．地理課本中常見的‘全年氣溫變化曲線圖’就是圖象．由于圖象表示一個量（如溫度）隨另一個量（如時間）變化的情況，很直觀、形象，所以各門科學都經常利用它．”由此可見，編者考慮到了學生數學知識的缺乏問題，但是他們把學生的實際水平估計得過高了，于是在教學中出現障礙．
初中學生的感知、識記、思維特征仍習慣于從較熟悉的事物出發去認識新的事物，獲取新的知識．眾所周知，初中學生要在初三才能接觸化學知識，所以初二學生知道的物質的種類很少，對各種物質的三態特性了解頗少．而本章教材中在講解物質各種狀態的變化時卻列舉了一系列的物質，有許多物質學生很陌生．如課文中提到了“灰鑄鐵、萘、甲苯、乙醚、氨、干冰”等，且還有少數物質學生連字也不認識，如“氦”．正因為學生對各種物質的陌生感，所以或多或少影響了學生對相關物理概念的理解和掌握．又因學生對物質的狀態特征了解甚少，所以學生對許多物理現象混淆不清．學生認為燒開水時冒的“白氣”，夏天冰棒周圍冒的“白氣”都是水蒸氣．由于知識的局限，教師要糾正學生這樣的錯誤認識顯得無計可施．從教材的宗旨和教學時間出發顯然也不可能去增加液體、氣體的微觀結構及宏觀表象特征知識，所以后來只能強制性地告訴學生水蒸氣是人眼看不見的，小水珠人眼才能看見．可隨后在進行“升華和凝華”一節的教學時，當做“碘”的升華實驗時，學生看到紫色的碘蒸氣后反問道：“既然水蒸氣人眼看不見，那么碘蒸氣同樣是氣體，我們為什么能看見？”教師又不得不花時間來增補一些氣體的顏色的知識．
本章第一小節“溫度計”的內容中寫道：“家庭和物理實驗室常用的溫度計，是利用水銀、酒精、煤油等液體的熱脹冷縮來測量溫度的．”這句話中沒頭沒尾突然點出液體的熱脹冷縮的知識，使個個學生丈二和尚摸不著頭腦，他們的思維如墜五里煙云．編者的意圖是要讓學生知道溫度計的原理，但由于學生沒有系統地學習物體熱脹冷縮的知識而實得其反．那么，不點溫度計的原理以及要學生了解物體（固、液、氣各態物體）熱脹冷縮知識行不行呢？從教材的內容編排看，不但不行，而且應讓學生理解透徹，否則學生就無法理解溫度計的刻度是依據什么畫出來的，溫度計為什么有一定的量程范圍，為什么在讀數時溫度計的玻璃泡不能離開被測物等．
另外，在本章的教材內容中一直貫穿著兩個重要概念“吸熱”和“放熱”，同時滲透且用到重要的“熱傳遞規律”，而這些知識也要到初三才學到，所以學生不知道熱傳遞的條件以及吸、放熱是什么物理過程．這就嚴重影響了學生對課文中設置的許多內容的理解，最終他們只能是一知半解．如在做海波的熔化實驗時，學生看到用酒精燈給裝水的燒杯加熱，他們容易理解海波在吸熱，但將酒精燈移走后為啥是放熱過程學生就不那么明白了．又如，為什么要把溫度計的液泡插在液體中央測液體溫度才是正確的？為什么冬日清晨看到瓦棱上的霜要比地面厚？液體蒸發時都從什么地方吸熱等問題都弄不太清楚．
筆者對本章知識的教學實踐結果是：盡管增加了教學時間，也力所能及地增補了內容，但其教學效果卻是事倍功半，與預想的教學目標相差較遠．當然原因是多種多樣的，但筆者認為教材存在的上述“問題”也是因素之一．那么本章教材內容究竟應編排在整個初中教材的什么位置呢？應引起同仁們的觀注．
關鍵詞： 初中物理教學 科學探究 實驗器材
物理學是一門研究自然界各層次物質運動規律的科學，從宏觀的天體運動和微觀的粒子運動，離開了對它們的觀察和分析，將無從研究。物理實驗可將自然現象去偽存真，由表及里。摒棄次要因素，突出主要矛盾，揭示事物本質。如在兩千多年以前阿基米德就通過實驗研究總結出浮力變化的規律即阿基米德原理；1820年奧斯特關于電流磁場效應的著名實驗，說明電流周圍存在磁場；羅蘭實驗不僅表明運動的電荷對磁極有作用力，而且啟示電流是由電荷運動形成的，從而使人們對電和磁有了新的認識。實驗是物理學的基礎，實驗是物理學前進的動力，中學物理教學的內容與物理實驗密不可分。在初中物理教學過程中，學生好動好學，對未知的領域好奇心和求知欲強，對實驗的觀察和分析能力卻有限。教師要利用積極的方面，克服消極的方面。
在課堂上，教師要把物理教學內容和物理實驗有機結合，適當地多做演示實驗和學生分組實驗，這是今后物理教學改革的方向。在實驗中培養學生的實驗技能，促使學生掌握學習和研究物理的方法。實驗教學離不開器材，盡管學校配備了很多器材，但離完全滿足日常教學需要的要求還有距離。師生要共同制作實驗器材，這樣不僅能提高學生的動手能力，還有助于加深他們對物理原理的理解，特別是能有效激發學生的學習興趣。下面我就如何改進農村中學物理實驗教學中的自制實驗器材談談做法。
一、滿足學生好奇心理，提高學習主動性
利用家里的日常生活用品自制實驗器材，能極大地豐富學生的課余生活。由于是利用家里的日常生活用品，因此成本比較低，還能變廢為寶。不少初中生十分喜愛物理實驗，總覺得物理實驗是很神秘的，但通過自制實驗器材，他們發現物理其實就在身邊。科學實驗與日常生活關系密切，這就消除了學生進行科學探究時的神秘感，調動了學生的學習主動性。學生利用自制的實驗器材進行科學探究，感覺很新鮮，符合好奇心理，有利于提高創造能力。
二、提高教學效率
自制實驗器材可以幫助學生認識物理原理，掌握物理規律，有效提高教學效率。比如，在學習與氣壓有關的知識時，可以用玻璃杯、硬紙片做一個紙片托水的實驗。雖然這是最普通的一個小實驗，但能向學生說明大氣壓確實是存在的。再如，學習流體壓強與流速關系的知識時，可以在離桌邊2～3cm的地方放一枚鋁質硬幣，在硬幣前10cm左右用直尺架起一個欄桿，高約2cm。在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣，硬幣就可能跳過欄桿。用力大小不一樣，硬幣跳得高度不一樣，說明當急速的氣流經過硬幣上方時，那里的氣壓就低，下面的空氣便把硬幣托了起來。上升的硬幣碰到由嘴吹過來的補充氣流就被吹過了欄桿。
物理中有些原理只憑教師講解是說不清的，如果多動腦筋，做實驗，就能幫助學生增加感性認識，透徹理解物理原理。
三、豐富課余生活，激發學習熱情
新課改要求減輕學生的學業負擔，培養學生的學習興趣，讓他們主動、積極地投入到學習活動中。布置學生利用課余時間進行自制實驗器材活動，不僅能幫助學生鞏固已有的知識，還能提高學生的動手實踐能力和創新能力。比如，學完杠桿知識，可以布置學生自制一根小桿秤，并將自制的小桿秤帶到班級中評比，看誰做得精致、精密。又如，學完物體的浮沉條件知識后，組織學生利用鉛筆、細鐵絲、水、鹽和油等材料，自制一根密度計，并利用自制的密度計測量酒精或其他液體的密度，看看誰制作的密度計更準確，誤差更小。再如，學完有關溫度知識，可以布置學生閱讀教材，了解有關常用溫度計的結構，讓學生自制一根溫度計。學生回家后，尋找到的玻璃管型號是不一樣的，因此，將自制溫度計帶到班級，會發現有的玻璃管內徑比較小，有的比較大。然后將學生自制的溫度計同時放在盛有溫水的水槽中，請學生觀察每支溫度計里液柱上升的情況。結果發現，內徑小的溫度計，液柱上升的快而高。通過分析討論，學生掌握了溫度計的結構，理解了溫度計的原理，提高了動手能力、觀察能力和思維能力，提高了教學效率。
四、促進探究教學的開展
引言
可汗學院的推廣使“翻轉課堂”走進了人們的視線，這一顛覆傳統的教學法成為當今教育教學中的熱議話題。在傳統課堂環境下，教師在課堂上教授新知識，學生在課后完成作業、內化知識；而翻轉課堂卻反其道而行之，學生在課前通過教學視頻等材料學習新知識，在課堂上進行練習從而內化知識。通過這一“顛倒”，學生可以在課堂外自定步調、隨時隨地學習，學生成為學習的主動者，課上，教師和學生將更多的精力放在探究難點、交流合作上，提高課堂效率。
下面筆者嘗試借用“Moodle平臺”，以“微視頻”和“導學案”為基礎進行翻轉課堂的設計。
中學物理翻轉課堂設計的原則
物理是一門以實驗為基礎的學科，初中物理跟實際生活聯系緊密，許多內容來源于生活中的現象，其目的主要是讓學生能夠將生活中的現象用科學的方式解釋出來，所以它要求學生善于觀察周圍生活，善于動手做一些小實驗，多思考，多問幾個為什么。基于此，筆者認為中學物理翻轉課堂的設計可以遵循以下原則。
1.激發學生興趣是設計的出發點
初中階段的學生剛開始接觸物理，對物理有較大的興趣，教師在設計翻轉課堂時應盡量做到有趣，并與生活緊密聯系，激發學生的學習興趣。特別是微視頻的制作可以適當通過設置懸念等形式引導學生思考，讓學生有興趣參與到學習中。
2.精心選擇實驗內容
由于學科的特殊性，物理教學設計的關鍵點在于實驗的設計。在備課中，教師需要精心選擇實驗，并且分清哪個實驗需要錄制微視頻，哪個實驗可以讓學生自己動手嘗試，哪個實驗需要放到課堂上演示等。
3.鼓勵學生動手實驗
培養學生的科學探究精神是物理教學的重要組成部分。因此，在教學中我們要為學生提供平臺，培養學生的動手實踐能力。學生在實驗中感悟科學知識比聽籠統的講授印象更為深刻，獲取的體驗也更加直接。
4.反思學習很關鍵
初中物理大都是基于生活常識或應用的，知識點比較碎，大量的練習并不能有很好的效果，關鍵是要學生理解知識點，吃透知識點。因此，在翻轉課堂設計中教師要引導學生反思，并及時梳理知識，內化知識。
以《溫度》一課為例展開翻轉課堂設計
《溫度》一課選自人教版（2012）物理八年級上冊第三章物態變化第一節，學生剛剛開始接觸熱學知識，對本節課知識還很陌生，教師需要引導學生將生活中的一些知識與物理學相結合。本節內容的主要知識點有：①溫度計的構造、原理；②攝氏溫度的規定以及溫度計的使用；③生活中一些常見的溫度值。綜合考慮各因素，筆者對這節課做了以下設計。
1.課前
教師在課前需要編制相應的“導學案”引導學生學習，導學案應包含學習目標、學習方法介紹、自主學習任務、配套資源路徑、知識點小結、學習效果檢測題、學習反思等。為了幫助學生學習，筆者錄制了四個視頻：視頻一為自制溫度計，主要引導學生分析溫度計的原理；視頻二為攝氏溫度介紹，并介紹一些常見的溫度值；視頻三介紹溫度計的使用，引導學生正確使用溫度計；視頻四介紹體溫計的使用，重點分析體溫計與實驗室用溫度計的區別。最后布置一道實驗題，即讓學生自制一個溫度計并測量水溫，并思考如何改進這個溫度計（教師可以提供部分器材）。教師將以上學習資料上傳到Moodle平臺供學生下載觀看，并通過Moodle平臺的聊天室為學生搭建交流的平臺。此外，Moodle平臺還可以記錄學生的學習時間，方便教師掌握學生的學習情況。
學生在課前通過Moodle平臺認真閱讀教師布置的任務，并按導學案上的相關要求，觀看微視頻，完成檢測題，自制溫度計等。最后，學生學習反思，將自己遇到的問題反饋給教師。
2.課中
翻轉課堂的一大特點就是學生在課堂上完成知識的內化。在課堂上，筆者提前將學生分成小組，交流討論本節課所學知識并展示自制的溫度計。針對學習中遇到的問題學生互相交流、答疑，對于一些共性問題由教師進行講解、指導。另外，針對學困生，筆者進行個性化輔導，促進學生共同進步。最后，由大家分組總結本節課所學知識點，在分享的同時互相補充，教師在一旁指導，從而讓大家都能夠掌握本節課的知識點。
3.教學反思
本節課采用翻轉課堂教學法，學生都比較感興趣，配合度較高，大部分學生都完成了導學案，一些學生也按照要求自制了溫度計并標上了刻度。而且，學生對知識點的掌握和理解更加深入，作業的完成情況也有所改善。當然，也存在一些問題，如小組合作能力欠缺，少數學生存在敷衍態度。
對中學實施翻轉課堂的幾點思考
1.翻轉課堂理念的轉變
翻轉課堂打破了傳統的以教師講授為核心的課堂教學模式，需要教師改變以往的教學觀念，從“臺前”走向“幕后”，為學生學習搭建平臺，教是為了不教。教師不再是“滿堂灌”的傳授者，而是學生學習的助學者。
2.翻轉課堂實施環境的準備（學生、設備等）
良好的學習環境是翻轉課堂成功的保障。在翻轉課堂能否成功實施的因素中，學生和設備占了很大部分。學生在傳統課堂環境下接受教育很多年，學習風格已經基本固定，突然轉變教學方式，一些學生會感到很不適應。美國心理學家Thorndike三條學習定律之準備律中說到，“當一個傳導單位準備好傳導時，傳導就產生滿足，不傳導就產生煩惱；當一個傳導單位未準備好傳導時，強行傳導就會產生煩惱”。所以學生對翻轉課堂的支持力度也是關鍵，需要教師提前告知學生翻轉課堂的相關理念以及學習方法。此外，學生的學習主動性也影響翻轉課堂的效果，如果學生自制能力差、學習習慣不好，沒有課前學習的習慣，就需要教師采取有力措施幫助學生盡快適應自主學習。
隨著我國社會經濟的快速發展，我國各個領域都取得了很大的進步，在火力發電、石化、鋼鐵企業的熱工自動化系統中，熱工自動化儀表是最為關鍵的部分，它是通過對溫度、壓力等一些參數的了解，來將設備的運行情況及時反映出來，從而更好地為信號系統分析做出貢獻，熱工自動化有著省時省力、速度快的特點，因此需要相關部門提起高度的重視，本文就對熱工自動化儀表的應用原理以及故障維護進行具體的分析與研究。
熱工自動化儀表在熱工自動化系統中占有十分重要的地位，通常是由三個部分組成的分別是傳感器、變送器以及顯示器。將這三個部分緊密地結合在一起，就能構成完整的熱工自動化儀表，否則缺少了任何一個部分都不可行。熱工自動化儀表對熱工參數進行具體的分析，還可以及時地反映出熱力設備的運行情況，為電廠控制系統提供最為可靠的信息與數據，同時讓熱工自動化儀表得到很好的運行也是確保設備安全的必然途徑，對經濟的運行以及電廠的自動化都有一定的作用。熱工自動化儀表最為典型的有四種，分別是測溫儀表、測壓儀表、流量儀表以及物位儀表。本文就對熱工自動化儀表的應用原理以及故障維護進行具體的研究。
熱工自動化儀表的應用原理
近些年恚我國工業化生產方面取得飛躍的進步，同時根據不同工業生產的具體需求，生產出了更加有針對性的熱工自動化儀表，可以說我國目前的自動化電廠使用的熱工自動化儀表是多種多樣的，因此進行作業的具體環境也有所不同，比較常見的有：1.測溫儀表。測溫儀表包括熱電偶溫度計以及熱電阻溫度計兩種，它能夠讓熱工自動化儀表輔助自動化電廠進行溫度的測量，通常熱電偶溫度計的效率更高，熱電偶溫度計主要是用來感受熱電偶，讓熱電偶與其周圍的溫度產生一個明確的函數關系，這樣測量出來的數據就是熱電偶附近的被測溫度，而這些環境都有一個共同的特點就是常處于高溫的環境中，在高溫的環境下可以進行溫度的測量，同時在低溫的情況下也能進行溫度的測量，將這些溫度的精確度進行仔細比較，就能計算出熱電阻溫度的數據選擇合適的溫度計，一般利用熱電阻、測量電阻值能讓不同溫度下的電阻值有所不同，熱電阻溫度計就是通過金屬的方式來達到測量溫度的目的。2.測壓儀表。這種儀表是利用微壓計、壓力計以及變送器來進行工作的，該儀表能夠準確地測量自動化電廠系統承受的壓力，同時如果壓儀表的取壓管進入到薄膜盤之后，那么就會直接導致薄膜盒的自由端發生位移，而這種測壓的原理比較簡單且造價相對便宜，波紋管室是壓力計最為關鍵的測量元件，能夠準確的讀出測量的壓力的實際數值。3.流量儀表。該儀表是由容積式容量儀表、差壓式容量儀表組成的，且在這些儀表體中有很多不停轉動的計數來對物質流量進行測定，當流體的流量越大的時候，這些轉子的速度也就更快。這些流量計由于其不同的特點，因此常會產生一定的容積測量，因此在使用過程中要區分差壓式測量儀表以及皮托管流量計之間的區別。4.物位儀表。電容式物位傳感器由兩個導體電極組成，在電極之間是氣體、流體或者固體的形式，這些會使得靜電容發生變化，因此可稱為敏感物位。主要的敏感元件是棒狀、線狀以及板狀，它不僅受到溫度的影響還有來自于壓力的限制，電容式物位傳感器能夠利用微機進行控制，并可以自行診斷，還能查出敏感元件的破損情況以及絕緣性的情況，具有可靠高效的特點。超聲波物位傳感器是一種非接觸式的物位傳感器，應用的領域十分廣泛。主要是在工作的時候將粉體表面發射超聲波，根據聲波的往返時間能夠判斷出傳吸器到液面的距離，除了這兩種方法，在高溫或者吹風的情況下也可以檢測物位，特別是對高粘度液體或者粉狀體進行檢測的時候。
熱工自動化故障維護的相關建議
在對熱工自動化儀表進行使用的時候，會出現各種不同的故障與問題，例如：錯誤的維護、震動問題、密封問題等，這些都會直接降低儀表的可靠性。首先最為關鍵的部分就是密封問題，由于自動化儀表的密封蓋密封效果不好，因此常會出現雨水或者其他液體進入到內部，這樣造成的后果是十分嚴重的。因此要針對出現的電纜接線密封問題采取相應的措施，可以在訂貨的過程中對儀表進行嚴格的檢查，并注意接頭的尺寸以及電纜對應之間的型號匹配問題，在進行安裝與維護的過程中，要根據實際情況來進行操作，確保密封的效果足夠好，如果出現任何特殊情況就不能實現密封效果，那就需要利用硅膠或者玻璃膠來對其進行封堵，還可以選擇相應的儀表配備保護箱，從而有效確保其密封性。除此之外，人為破壞的因素也是很明顯的，主要是由于不正當的維護引起的各種問題，當然也有工作人員方面的責任，發生故障的主要原因就是工作人員沒有做好技術方面的處理，同時嚴重缺乏責任心，這種疏忽直接導致儀表方面出現問題，同時由于維護得不夠恰當因此要多讓這些工作人員學到更多的知識，提高工作人員的相關專業技術與操作能力，嚴格按照相關規章制度進行操作，從而實現愛崗敬業的工作精神，對這些員工的未來發展也有很大的幫助與提高。最后針對震動問題提出的對策，如果儀表出現了裂縫的現象要利用橡膠墊緩解震動，還要在生產中做好隨時的檢查將問題很好地解決。
綜上所述，主要對熱工自動化儀表的應用原理以及維護建設進行簡要分析，可以看出，在以后的生產過程中一定要嚴格按照原理來進行操作，也要充分做好故障的防范問題，提高對熱工自動化儀表的重視程度，對其進行更加深入的了解與分析，這也是促進自動化運行的最有利保障，相信在眾多專業技術人員的共同努力下，未來我國該方面的發展會取得更大的進步。
