第1节 温度
温度和人们的生活息息相关。物理学中通常把物体的冷热程度叫做温度
（temperature），热的物体温度高，冷的物体温度低。人们有时凭感觉判断物体 的冷热，这种感觉真的可靠吗？
如上图所示，把两只手分别放入热水和冷水中。过一会，再把双手同时放 入温水中。两只手 对“温水 ”的感觉相同吗？
温度计
要准确地判断温度的高低，就要用测量温度的工具——温度计进行测量。
自制温度计
在小瓶里装满带颜色的水。给小瓶配一个橡皮塞，橡 皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口，如图 3.1-1。
将小瓶放入热水中，观察细管中水柱的位置，然后把 图3.1-1 想想做做
家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀 冷缩的规律制成的，里面的液体有的用酒精，有的 用水银，有的用煤油。图 3.1-2 是各种常用的温度 计：甲为实验室用温度计，乙为体温计，丙为寒暑 表。
摄氏温度
温度计上的符号°C表示的是摄氏温度。摄氏 温度是这样规定的：把在标准大气压下冰水混合物 的温度定为 0 摄氏度，沸水的温度定为100摄氏度，
分别用0 °C和100 °C表示；0 °C和 100 °C之间分成
100
个等份， 每个等份代表 1 °C。例如，人的正常 体温是“37 °C”左右（口腔温度），读做“37 摄氏 度”； 北京一月份的平均气温是“ -4.7 °C”，读做“负 4.7 摄氏度”或“零下 4.7 摄氏度 ”。
下表是自然界的一些温度，你能将括号中的空 白填上吗？
自然界的一些温度
氢弹爆炸中心 5×107 °C 太阳表面 约6 000 °C 金的熔点 1 064 °C 铅的熔点 328 °C
压力锅内的沸水 （ ）°C 我国最高气温 （ ）°C 人的正常体温 （ ）°C 水银的凝固点 -39 °C
我国最低气温 （ ）°C 地球表面最低气温 -88.3 °C 酒精的凝固点 -117 °C 绝对零度 -273.15 °C
小瓶放入冷水中，观察水柱的位置。
想想看，自制的温度计是根据什么道理来测量温度的？为什么要用 小瓶？为什么要用细管？怎样用自制温度计测量温度？
甲 乙
丙
图3.1-2 实验室用的温度 计、体温计和寒暑表。
小资料
用温度计测量水的温度
在测量水的温度前，思考图 3.1-3 中哪些做法和读数方法是正确的，哪些 是错误的，错误的错在哪里。
分别向烧杯中倒入冷水、温水和热水，用温度计测量它们的温度，记录测 量结果。
温度计的使用
使用温度计时，首先要看清它的量程，即温度计所能测量温度的范围。
如果所要测的温度过高或过低，超出了温度计所能测量的范围，就要换用一支 量程合适的温度计，否则温度计里的液体可能将温度计胀破，或者读不出温 度。其次，需要看清温度计的分度值，也就是一个小格代表的值，以保证读数 的正确。
观察图 3.1-2 中的各种温度计，说出它们的量程和分度值各是多少。为什 么这样设计它们的量程和分度值？
图3.1-3 哪种使用温度计的方法正确？
通过以上实验可以发现，正确使用温度计应该注意以下几点。
1.
温度计的玻璃泡应该全部浸入被测的液体中，不要碰到容器底或容器 壁。实 验
科 学 世 界
2.
温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会，待温度计的示数稳定 后再读数。3.
读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中，视线要与温度计中液柱的 液面相平。体温计
体温计用于测量人体温度。根据人体温度的变化情况，体温计的刻度范 围通常为 35~42 °C。用体温计测量体温，读数时要把它从腋下或口腔中拿出 来，这时它下面玻璃泡的温度会改变。为了使读数不变，仍能代表体温，体 温计的玻璃泡和直玻璃管之间的管做得很细，水银不会自动流回玻璃泡内
（图 3.1-4）。
测体温时，玻璃泡内的水银随 着温度升高，发生膨胀，通过细管挤 到直管；当体温计离开人体时，水银变 冷收缩，细管内的水银断开，直管内的水 银不能退回玻璃泡内，所以它表示的是人体 的温度。要使已经升上去的水银再回到玻璃泡 里，可以拿着体温计用力向下甩，把水银甩下去
（其他温度计不允许甩）。
从体温计说起
我们看病的时候常常要检查体温，实际上人体各部分的温度并不一样。医生检 查病人的体温时，常选三个地方的温度：直肠温度正常时为 36.9~37.9 °C ；口腔舌下 温度正常时为 36.7~37.7 °C ；腋窝的温度正常时为 36.0~37.4 °C。直肠温度最稳定，但 是腋窝温度测量起来最方便。
通过体温诊断疾病的方法是 1858 年德国医生冯德利希创造出来的：让病人用嘴 含着水银温度计，他不时低头去看上边的温度。他不敢让病人把温度计拿出来，因为
图3.1-4 体温计
（细管处水银柱断开）
温度计出来一遇冷空气，指示的温度就 降下来了。后来，英国医生阿尔伯特想 出了一个好办法：在温度计的水银管里 造一处狭道。这样，体温计放在嘴里水 银柱可以上升到实际体温的刻度，取出 体温计以后水银柱并不下落，而是在狭 道那里断开，使狭道以上的部分始终保 持体温读数。这样便诞生了专用的体 温计。
随着电子技术的发展，20 世纪 70 年代出现了电子体温计（图 3.1-5），现在的电 子体温计通过液晶直接显示体温，有的可以精确到 0.01 °C。
温度的测量看起来简单，实际上在很多场合需要一些技巧。体温计只是一例。
又如，炼铁时的温度高达 1 000 °C 以上，这时不能使用通常的温度计，因为玻璃会熔 化。应该使用什么样的温度计呢？
1821年， 人 们 发 现： 两 根 不 同 的 金 属 线 组成的闭合环路中，如果有一个接头被加热，
环路里就会产生电流；两个接头的温度差越 大，电流越强。此后，有人根据这个道理制 造出了热电偶温度计，它能直接放入高温炉里 测温（图 3.1-6）。辐射温度计也能测量上千摄氏 度甚至上万摄氏度的高温。它通过光学方法测定物 体的辐射，进而得知那个物体的温度。新式“非接触红外 线温度计”又叫“测温枪”（图 3.1-7），只要把“枪口”对 准待测物体，“枪尾”的显示屏里就能用数字直接报告那个 物体的温度。除了可以方便地测量体温，这种奇妙的“手 枪”还可以测量零下几十摄氏度到上千摄氏度范围内的温 度呢！
图3.1-5 电子体温计
图 3.1-7 测温枪 图3.1-6 热电偶温度计
1. 图 3.1-8中各个温度计的示数分别是多少（每个温度计的单位都是摄氏度）？
2. 在教室挂一只寒暑表，在每个课间测出教室的温度，将数据记录在表格中。以 横轴为时间、纵轴为温度，分别在图 3.1-9 上描点并画出晴天及阴天两种天气的温度—
时间图象。通过比较，你能看出这两种天气温度变化的规律吗？
测量时刻 第1节前 第2节前 第3节前 第4节前 第5节前 第6节前 第7节前 晴天温度/°C
阴天温度/°C
3. 根据科学研究，无论采用什么方法降温，温度也只能非常接近-273.15 °C，但不可 能比它更低。能不能以这个温度为零度来规定一种表示温度的方法呢？如果它每一度的大 小与摄氏度相同，那么这两种温度应该怎样换算？
4. 不同物质在升高同样温度时，膨胀的多少通常是不同的。如果把铜片和铁片铆 在一起，当温度变化时这样的双金属片就会弯曲。怎样用它制成温度计？画出你的设 计草图。市场上有一种指针式寒暑表（图 3.1-10），就是用双金属片做感温元件的。到 商店去看一看，有没有这样的寒暑表。
图 3.1-9 温度—时间变化曲线 图3.1-10 指针式寒暑表
图3.1-8
动手动脑学物理
甲 乙 丙 丁
ᫎ
ພए /ºC
第2节 熔化和凝固
物态变化
固态、液态和气态是物质常见的三种状态。天气热的时候，从冰柜中拿出 的冰，一会儿就变成了水，再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气，跑得 无影无踪。随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。通常呈 固态的铝、铜、铁等金属，在温度很高时也会变成液态、气态；通常呈气态的 氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态。物质各种状态间的 变化叫做物态变化。
熔化和凝固
物质从固态变成液态的过程叫做熔化（melting），从液态变成固态的过程 叫做凝固（solidification）。
结合生活中冰的熔化过程，想一想，冰的熔化需要什么条件，不同的物质 熔化时温度将会如何变化？
探究固体熔化时温度的变化规律 提出问题
不同物质在由固态变成液态的过程中，温度的 变化规律相同吗？
猜想和假设
请同学们根据生活经验提出自己的猜想。
实 验
任何科学猜想都不 是凭空产生的，它需要 根据所观察到的现象，
运用学过的知识和已有 经验，对问题的可能答 案作出假定。
设计实验
研究海波（硫代硫酸钠）和蜡的熔化过程。参 照图 3.2-1 选择需要的实验器材。
进行实验与收集证据
将温度计插入试管后，待温度升至 40 °C左右 开始，每隔大约 1 min 记录一次温度；在海波或者 蜡完全熔化后再记录 4~5 次。
时间/min 0 1 2 3 4 … 海波的温度/°C
蜡的温度/°C
分析与论证
图 3.2-2 和图 3.2-3 中的纵轴表示温度，温度的 数值已经标出；横轴表示时间，请你自己将数值写 上。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然 后将这些点连接起来，便得到熔化时温度随时间变 化的图象。
根据你对实验数据的整理和分析，总结海波和蜡在熔化前、熔化中和熔化 后三个阶段的温度特点。
图 3.2-2 绘制海波熔化时 图 3.2-3 绘制蜡熔化时温度 温度随时间变化的图象 随时间变化的图象
1020304050607080901000
图3.2-1 观察熔化现 象的实验装置
图象可以用来表 示一个物理量（如温 度）随另一个物理量
（如时间）变化的情 况，很直观。
ᫎ/min ພए /ºC
30 40 50 60
ᫎ/min ພए /ºC
30 40 50 60
评估
回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？ 进行论证的根据充分 吗？实验结果可靠吗？
交流与合作
与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，
怎样解释？
写出实验报告。
熔点和凝固点
有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，温度却保持不变，有固定的熔化温 度，例如冰、海波、各种金属。这类固体叫做晶体（crystal）；有些固体在熔 化过程中，只要不断地吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，例如 蜡、松香、玻璃、沥青。这类固体叫做非晶体（noncrystal）。晶体熔化时的温 度叫做熔点（melting point）。非晶体没有确定的熔点。
晶体和非晶体熔化时温度的变化曲线分别如图 3.2-4 甲和乙所示。
液体凝固形成晶体时也有确定的温度（图 3.2-5 甲），这个温度叫做凝固点
（solidifying point）。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有确定的 凝固点（图 3.2-5 乙）。
图 3.2-4 物质熔化时的温度变化曲线 O
A
ᫎ
ພए
B C
D
O ᫎ
ႁఃʹ ˳᭤ఃʹ
ພए