熱學01:溫度與溫度計

探討冷熱的量度、溫標的定義以及如何運用物理性質製作溫度計。

概念說明:溫度與量度

定義

溫度表示物體的冷熱程度。它是一個客觀的物理量。

工具

我們使用溫度計來量度物體的溫度。

單位

常用單位是攝氏度 (°C)

溫度計的原理與種類

所有溫度計的運作,都是基於某種與溫度相關的物理性質 (Physical Property) 會隨溫度改變而變化。

溫度計種類 利用的物理性質 特點
玻管液體溫度計 液體的體積 (高度) 靈敏度取決於:
  • 溫度計泡較大
  • 玻璃管較幼
  • 液體膨脹幅度大
紅外輻射溫度計 紅外輻射的強度 非接觸式,測量迅速 (如額溫槍)。
熱敏電阻溫度計 熱敏電阻器的電阻 電阻隨溫度變化顯著,常用於電子探針。

攝氏溫標 (The Celsius Scale)

低定點 (Lower Fixed Point)

  • 定義:在標準大氣壓強下,純冰熔化時的溫度。
  • 數值:0°C

高定點 (Upper Fixed Point)

  • 定義:在標準大氣壓強下,純水沸騰時,上升蒸汽的溫度。
  • 數值:100°C

互動實驗:線性校準模擬器

點擊「重設 / 下一題」隨機生成問題,其中一個數值會是未知數(?)。利用線性比例公式找出答案。

互動實驗:線性校準模擬器

計算過程

線性比例公式:

T - T
T - T
=
L - L
L - L
點擊「展示答案」查看計算過程...

📝 隨堂練習 (Checkpoint Exercises)

1. 填充題

在定義攝氏溫標時,低定點是指在標準大氣壓強下,???時候的溫度。

2. 選擇題

以下哪項特徵 不能 增加玻管液體溫度計的靈敏度?

3. 計算題

某水銀溫度計,在冰點 (0°C) 時長度為 6 cm,在汽點 (100°C) 時長度為 21 cm。若量得長度為 9 cm,溫度是多少?