温度的测量[上学期]

第四节　温度的测量
一、目标导航
[知识与技能]
了解凭感觉判断温度的高低是不可靠的；知道摄氏温度的规定和温度计的原理；学会正确使用温度计，学会摄氏度的读法和写法；了解温度计有许多不同的种类．通过观察温度计的构造、量程、最小刻度和单位，观察不同温度计的不同构造，通过使用温度计的操作方法，养成观察能力．
[科学思考]
温度计的原理是什么？温度计与体温计为什么有不同的精确度与量程？
[解决问题]
能对物体的温度进行估测．
[情感与态度]
激发学习兴趣，领会到科学的价值，感受到实验的趣味，并享受合作的快乐．
二、要点扫描
[课标解读]
《科学（7～9年级）课程标准》中明确提出了进行科学探究需要一定的实验技能，如使用基本工具和仪器进行测量和观察的技能．涉及的工具和仪器主要有：刻度尺、量筒、天平、秒表、温度计、显微镜、电流表、电压表、地图和地球仪、星图、普及型天文望远镜等．
温度的测量是学生使用基本工具和仪器（温度计）进行测量和观察的科学探究基本技能.
[内容分析]
《温度的测量》是教科书第14～16页的内容．
温度与人们的生活息息相关，温度测量是科学实验和日常生活中最基本的几种测量之一，本节主要介绍了温度的意义，温度计原理、构造及使用方法，温度单位及写法．通过对冷和热的不同感受引起学生的认知感受，激发学生的好奇心和求知欲，从而了解温度的意义．通过对温度计的观察和使用使学生了解温度计的结构和测量原理，培养学生的观察能力与实验动手能力．同时也可介绍新的测温工具，特别是红外线测温仪的问世，在2003年的非典防治中发挥了巨大的作用等例子，一方面对学生进行爱国主义教育，另一方面也让学生理解科学推动技术进步的思想．使学生初步认识社会需求是科学发展的强大动力．
[学情认识]
学生对温度有一定的感性认识，但往往不能区别温度与热量、能量等关系．本课时将现实生活与科学的概念相联系，体现“科学来自生活，生活处处有科学”，教学过程中创设实验探究活动，使学生在探究中得到快乐，在合作中得到成果，在交流中有所提高，从而为科学探究的一般过程的巩固打好基础．
[学法点拨]
（1）实验激疑，创设情境．
　　本节课从“同一个人的两只手放在冷热两杯水中后同时放入温水中而具有不同的感觉”引入，激起了学生疑问，创设了一个乐于探究的情境．
（2）实物对比，认识差别．
通过提供的多种不同类型的温度计的观察、比较，从结构上分析它们的差别，从而分析它们的原理、功能等．
（3）认真实验，科学操作．
温度计的正确使用是一种科学探究的基本技能，教学过程中除了认真的演示外，更重要的是让学生在实际操作过程中认真严谨的态度．
[经验介绍]
根据“温度计的原理是利用液体的热胀冷缩的性质”说明温度计使用在测量范围内的重要性，特别是根据这一点说明温度计使用的注意事项；再通过温度计与体温计的结构对比，进一步学习温度计与体温计的原理与使用方法。
三、教学文档
共1课时
[课前准备]
烧杯，酒精灯，铁架台，水，冰块，各种温度计，气温计，体温计等．
[教学流程]
1.出示一杯室温下的水（大约25摄氏度）和一杯冰水混合物,请一位学生用手摸一下.
(1)请你告诉大家你的感觉，好吗？(一杯比较冰，一杯不冰)
(2)我们平时接触的物体，有的比较冰，有的比较热（烫），你能举几个例子吗？
(3)在生活中我们通常用什么量来表示物体的冷和热呢 (温度)
小结：物体的冷热程度用温度来表示．
【设计意图：对于生活中物体的冷热情况，学生有很丰富的生活经验，但把这种无序的生活经验概念化、理性化，正是本环节设计的意图．】
2.温度如何反映物体的冷热的程度？
(热的物体温度高一点，冷的物体温度低一点．)
3. (学生实验)三杯水：温水，热水，冷水（先让他们用手摸出三杯水的不同之处，引出感觉可以大致判断温度的高低，但这个判断准确吗？
实验要求：把两个手指分别放在热水和冷水中浸一下，然后同时迅速地把两个手指放入
温水中,并告诉同学两个手指的感觉？
　　　　　　　　图1－38
（一只手指感到冷，另一只手指感到暖和）
小结：两个手指的温度不一样，手的温度高低影响我们对温度的感觉，所以说单凭感觉来判
断温度的高低是不可靠的，也是不科学的，需借助于仪器温度计．
【设计意图：本教学环节的设计很类似于“人们有时有错觉而在观察时需借助于仪器”
的设计，同样，人对物体冷热程度的感觉往往不是很准确，所以引入温度及温度的测量（温度计）成为必然．】
4.温度计有很多种，每张桌子上都有三支温度计，同学们仔细观察一下，看到它你想了
解关于它的哪些知识？
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　图1－39
学生回答问题时，有的问题适当解答，有的先不解答，等问题提得差不
多后，教师总结学生提的问题：关于温度计的构造、原理、使用方法……再让学生对应书本和实际温度计回答，教师补充．
　　【设计意图：这环节的设计是为了考察学生的观察能力、分析综合能力及问题意识．在观察温度计的结构后，根据不同温度计的结构比较，提出一些有意义的问题．】
5.每人拿出水银温度计，握住下端的玻璃泡，观察水银柱的变化情况，然后再放开，此
时水银柱又如何变化．（水银遇热膨胀，遇冷收缩）
小结：温度计的工作原理：利用液体的热胀冷缩．
　　【设计意图：让学生亲自体会水银柱的上升与下降与温度的关系，从而得出原理．这样
能加强学生的直接感性体验．】
6.每个量的测量都有一个标准，在长度测量的时候我们规定了测量长度的标准――长度单位米，同样在测量温度的时候我们也有一个标准，常用的温度标准是摄氏温度标准，单位是摄氏度，摄氏温度标准是怎么规定的呢？（学生阅读书本P15最后一段）
把冰水混合物的温度定为0℃（让学生感受一下0℃有多冰），水沸腾时的温度定为100℃，０到100之间均分100等份，每一等份就表示１摄氏度．
摄氏度是纪念瑞典科学家摄耳修斯对热学所作的贡献．科学史上这样的例子还很多，只有我们有贡献，总会得到后人的承认的．
【设计意图：借助于温度的单位摄氏度进行情感教育．】
7.选用一个温度计，测烧杯中水的温度．在测量之前请思考下列问题：你为什么选这个
温度计，你是怎么读数的，能不能把温度计拿出来读数等等．）
（1）在学生做实验的过程中教师参与学生的活动．
（2）通过实验，请同学们谈谈在实践过程中对上述问题的思考，并尝试解释原因．
（3）对刚才这几位同学的讲解进行总结可以发现，温度计的使用要注意以下几个方面：
估，选，放，读，取．
（如果学生的回答没有包括温度计使用的估，选，放，读，取等方面，教师可以通过提问来总结．
小结：温度计的使用：估，选，放，读，取.
　　【设计意图：先让学生思考在实验操作过程中的注意事项，在操作过程中学生肯定对于这些事项有理性的思考，并结合自己的实践经验，增加感性认识．除了估读可能造成“事故”外（此实验不会造成事故，因为要求测的水温已被控制在温度计量程以内了），其他可以通过尝试操作得到正确的经验．】
8.在生活中除了常用的液体温度计外，还有其他的一些温度计（翻开书本p16），认识其他的温度计．非典时，最好机场与铁路最好用什么温度计，为什么？
　　图1－40　　　　　图1－41　　　　　　图1－42　　　　　　　图1－43
【设计意图：此环节的设计加强了科学技术为生活服务的思想，特别提到2003年我国的非典期间辐射温度计发挥的作用，培养学生锲而不舍为科学献身的精神．】
9．板书：
第四节　温度的测量
物体的冷热程度用温度来表示
温度计的工作原理：利用液体的热胀冷缩
温度的常用单位：摄氏度，记作“℃”
３７℃读作：３７摄氏度 －１０℃：零下１０摄氏度（或负１０摄氏度）
温度计的使用：估，选，放，读，取
10．课外探究：
你能自己设计一只不同于常规温度计原理的温度计吗？
四、学业诊断
例：如图1－44所示，甲和乙所示的读数为：
甲： oC，读作 ；
乙： oC，读作 。
　　往往一些学生认为左边是37℃．
分析：温度计的示数有正的示数与负的示数之分，一般正的示数就读作“多少摄氏度”如乙就是25℃，读作“二十五摄氏度”；而甲是零下温度，读数时从上往下读，所以正确的是－23℃，　读作“零下二十三摄氏度”．　　　　　　　　　　　　　图1－44
五、精彩存盘
1. 今日温州市区的气温是25摄氏度，记作 ；南极气温是零下56摄氏度，记作 ．
2. 为抗“非典”，火车站出口通道检测旅客体温是否正常，所采用的温度计是（ ）
A.水银温度计 B.光测温度计 C.电子温度计 D.辐射温度计
3. 测量液体的温度，下列图中正确的是（　 ）
　　　　　　　　　　　　
图1－45
4. 关于0℃的水和0℃的冰，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰比0℃的水温度低 B．0℃的冰比0℃的水温度高
C．0℃的冰比0℃的水温度一样高 D．状态不同，无法比较
5. 把手指伸入一杯水中，感觉不冷不热，则这杯水的温度很可能是 （ ）
A.75℃ B.55℃ C.35℃ D.15℃
6. 有一支温度计刻度数据不准确，将温度计放在冰水混合物中时，读数为
2oC，放在标准大气压下的沸水中时，读数为102 ℃，现测得气温为20 ℃，
那么室内实际的气温是（ ）
A.18 ℃ B.20℃ C.22 ℃ D.24 ℃
参考答案：
1.25℃　－56℃　　2．D　　　3．C　　4．C　　5．C　　6．A
六、资料链接
1.体温计和普通液体温度计
体温计的玻璃泡容积大，当温度有微小变化，玻璃泡里的水银作微小膨胀时，细管内的水银柱高度就发生显著变化，其优点是准确度较高，可达0. 1℃．管子中有一段特别细的弯曲的玻璃管，当体温计离开人体时，水银柱在这里断开，上面玻璃管里的水银就退不下来，所以体温计可离开人体读数，下次使用前，应先用力甩几下，把水银甩回玻璃泡中．因人体温度变化在35℃~42℃，所以体温计的测量范围为35℃~42℃．
用普通液体温度计测热水温度时，温度计中的水银先下降，然后再上升，这是因为温度计的外壳玻璃先受热膨胀，使水银面下降，然后由于受热膨胀比玻璃膨胀更多，所以水银而上升．
（引自《科学教师教学指导手册（七年级上）》）
2.温度计的发展
　温度计是测温仪器的总称．根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等．
??最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略发明的．他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡．使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中．随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低．这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大．后来伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭等．比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形．以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714　图1－46
年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计．他观察了
水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度；经过反复实验与核准，最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0℉，把纯水凝固时的温度定为32℉，把标准大气压下水沸腾的温度定为212℉，用℉代表华氏温度，这就是华氏温度计．?
　　在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683－1757)也设计制造了一种温度计．他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质．他专心研究用酒精作为测温物质的优点．他反复实践发现，含有1/5水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间，其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位．因此他把冰点和沸点之间分成80份，定为自己温度计的温度分度，这就是列氏温度计．?
　　华氏温度计制成后又经过30多年，瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为零度，把水的冰点定为100度．后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用°C表示．华氏温度与摄氏温度的关系为
　　℉＝9/5℃+32，或℃＝5／9(℉－32)．?
　　现在英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度．?随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高．由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器．下面介绍几种．?
　　气体温度计多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广．这种温度计精确度很高，多用于精密测量．?
　　电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的．金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等．电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用．它的测量范围为-260℃至600℃左右．?
　　温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器．利用温差电现象制成．两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路．把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路．通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度．这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴——铜、铂——铑等组成．它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量．有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温．
　　高温温度计是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计．高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论．其测量范围为500℃至3000℃以上，不适用于测量低温．
3.光测高温计
　　又称“光学高温计”。利用炽热物体发出的光测其温度的一种高温测量仪器．是一个内部装有一特制电灯泡的简单望远镜．使用时把它直对待测物体，其物镜将物体的发光面聚焦在灯泡灯丝处成一明亮的像。然后调节灯丝电流，使其亮度与像的亮度等同．从这时电流的大小就可读出炽热物体的温度。如果目镜前加一红色（或绿色）滤色片，只用红色（或绿色）光来比较亮度，则既可使工作方便，又可高测量精确度．光测高温计的测量范围在800℃---3200℃之间．
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