淺談溫度計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

陳麗麗　荊瑩　蘇福河

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）14-060-01

現(xiàn)將“溫度計(jì)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)簡介如下，用以跟同行交流，并期望得到各位師長指教。

一、探究制作

1、用圖1替代課文里圖3.1-1：E瓶裝染藍(lán)的水，其余瓶均裝染紅的酒精；C瓶膠塞插有擦凈油墨（下同）的粗廢油筆芯管，其余膠塞上均插有規(guī)格相同的細(xì)廢油筆芯管（替代圖3.1-1的細(xì)玻璃管）；管上均套有從粗導(dǎo)線上截取的塑料環(huán)（圖3.1-1沒有的），用以顯示管內(nèi)液柱起始位置；實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)管內(nèi)的液柱等高。圖中薄壁藥瓶A容積稍大：容積稍小但相等的薄壁藥瓶B、C和E、厚壁藥瓶D；廢油筆管一端用刀削成斜尖，插入原藥瓶膠蓋亦可。

2、實(shí)驗(yàn)前要指出：凡是涉及多因素的物理問題，人們常用“控制變量法”：首先使其它因素保持不變（或“要在其它因素相同的條件下”），逐個(gè)研究其中1個(gè)因素變化時(shí)，看它對要研究的物理問題有何影響，最后再加以綜合歸納并得出結(jié)論。

3、實(shí)驗(yàn)：用兩只手做“熱源”。實(shí)測表明：當(dāng)手溫比室溫僅高出5℃，兩只手同時(shí)分別握緊小瓶觀察1min，從A至E各管內(nèi)液柱升高順次約為：14mm、8mm、4mm、6mm和3mm。若把各瓶同時(shí)置入50～60℃熱水中，10～20s各管內(nèi)液柱升高的高度更為明顯。然后再把它們同時(shí)置于室溫水中，各管內(nèi)液面又會降至接近起始位置。至此不僅能夠得出“家庭和實(shí)驗(yàn)室里常用液體溫度計(jì)的制作原理”、是“液體的熱脹冷縮”，而且還有如下額外收獲：

①A與B瓶比較：可以得出玻璃泡容積；②B與D瓶比較：可以得出玻璃泡壁厚?。虎跙與C瓶比較：可以得出管徑粗細(xì)和④B與E瓶比較：可以得出液體膨脹大小等，對制作液體溫度計(jì)各有哪些影響。注：每組要配置4個(gè)B瓶；學(xué)生選中兩個(gè)不同編號藥瓶一定要弄清：它倆保持不變的因素和要探究變化的因素各是什么？防止稀里糊涂地做實(shí)驗(yàn)。

二、使用規(guī)則

關(guān)于液體溫度計(jì)的使用規(guī)則，有3個(gè)問題值得商榷：

1、會觀察：使用前除了要觀察它的量程和分度值以外，還要特別注意觀察并剔除“管內(nèi)液柱有斷裂和管內(nèi)上端有殘留小液柱”等溫度計(jì)！

2、會修正：實(shí)驗(yàn)用的煤油溫度計(jì)，其允許誤差為“±2℃”，而劣質(zhì)的溫度計(jì)誤差會更大些。故實(shí)驗(yàn)前一定要以誤差較小的水銀溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)，把實(shí)驗(yàn)用的所有溫度計(jì)的玻璃泡，先后全都置于“冰與水互相交融的部位”（冰水混合物）和浸在常壓下沸水中，待各支溫度計(jì)管內(nèi)的液柱穩(wěn)定后，要認(rèn)真記錄它們的誤差，并把修正值寫在白色的“即時(shí)貼”上貼在該溫度計(jì)的上端，再包扎一層透明塑料膠帶防濕。以使學(xué)生在探究“冰的熔化”、“水的凝固”和“水的沸騰”時(shí)（參看拙文“淺談‘物態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)”），讀取的溫度值大致相同。

3、“會讀數(shù)”：

（1）使用溫度計(jì)測量液體溫度“什么時(shí)機(jī)讀數(shù)”？p50課文寫道：“.溫度計(jì)玻璃泡浸入被測液體后要稍微等一會，待溫度計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)”。而p54在“探究海波熔化實(shí)驗(yàn)”中，要求學(xué)生“待海波溫度升至40℃左右開始，每隔大約1 min記錄1次溫度”、p59在“探究水沸騰實(shí)驗(yàn)”里，又讓學(xué)生“當(dāng)水溫度接近90℃左右時(shí)，每隔0.5 min記錄1次溫度”。眾所周知，在上述兩個(gè)要求學(xué)生記錄溫度的時(shí)間里，溫度計(jì)的示數(shù)不可能穩(wěn)定！因此不應(yīng)該把“待溫度計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)”，列為“使用溫度計(jì)測量溫度”的“正確方法”之一。故建議課文要修改為：“在測溫度不變（或溫度變化不大）的物體溫度時(shí)，待溫度計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)”。

（2）使用溫度計(jì)測量物體溫度，“讀數(shù)時(shí)應(yīng)該怎樣觀察”？p50課文寫道：“視線要與溫度計(jì)中液柱的液面相平”、并配有插圖（如圖2所示：我們認(rèn)為，當(dāng)眼睛從正確觀察點(diǎn)A，向下移到B點(diǎn)讀數(shù)時(shí)，不應(yīng)該讀出O與B的連線、跟溫度計(jì)外壁的交點(diǎn)C℃，由于光的折射作用，應(yīng)該讀出D℃正確！此時(shí)O點(diǎn)的虛像在E點(diǎn)）。讓學(xué)生用溫度計(jì)測量燒杯里的水溫，即使學(xué)生把頭低到下額觸到桌面上，也難達(dá)到“視線要與溫度計(jì)中液柱的液面相平”的技能要求。我們還認(rèn)為：在初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，只有在豎直方向上測力、觀量筒（杯）和壓強(qiáng)計(jì)時(shí)，“視線才要跟……相平”！讀數(shù)時(shí)如圖3所示：要保持溫度計(jì)玻璃泡的位置不變，讓溫度計(jì)的上端遠(yuǎn)離眼睛，直到視線跟溫度計(jì)的玻璃管垂直、且能通過管內(nèi)液柱表面所對的刻度線時(shí)再讀數(shù)，即正確又方便。可簡述為“視線要正對管內(nèi)液柱的液面所對的刻度線再讀數(shù)”。

順便提及體溫計(jì)：課文p50.下數(shù)3行：“……要使已經(jīng)升上去的水銀再回到玻璃泡里，可以拿著體溫計(jì)用力向下甩，把水銀甩下去……”，建議修改為：“……要使已經(jīng)升上去的水銀再回到玻璃泡里，可以拿著體溫計(jì)的上端用力向下甩，直到細(xì)彎管處水銀柱相連時(shí)才能使用……”。注：“細(xì)彎管”舊教材里稱為“縮口”。

因受篇幅所限，其他淺見不再贅述。向提供圖片和提出很好修改建議的王秀峰高級教師致謝！以上謬誤難免，敬請施教。