液体温度计的测温原理是什么(固液气三态互换，吸放热自有定规，初中物理解析之二——物态变化)

Posted 2023-06-01

篇首语：心宽一寸，路宽一丈，若不是心宽似海，哪有人生风平浪静。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了液体温度计的测温原理是什么(固液气三态互换，吸放热自有定规，初中物理解析之二——物态变化)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

液体温度计的测温原理是什么(固液气三态互换，吸放热自有定规，初中物理解析之二——物态变化)

物理是研究自然规律的一门科学，独特的地球及附近的水循环造就特殊生态环境，是生命赖以存在的必要条件。进一步研究发现，很多物质都有“固液汽”三态，它们间是可以互相转化，而转化过程也是有规律可循的。

初中物理第二章就是研究这一神奇的物态变化。与前一章的声现象同样是自然科学的一大分支。研究方法也是从人们常见的自然现象开始，然后不断深入。只是有些热现象的内在规律更加隐蔽，需要我们更加专注方可找到规律。

因此在本章学习研究中，我们不仅要擅于观察分析自然现象，还须设计一些特殊的实验，研究一些不常见的物质的三态转化，从中透视其规律。有些实验还需精确的测量，记录数据，再利用数学手段加以分析处理，方可更加明确的显示规律。

伴随着物态变化的是吸热与放热，这也是之所以把三态变化归入热现象的原因吧。三态变化本质是因吸热与放热而引起物体内部能量变化，进而导致状态的转变。而吸放热又必然引起环境温度的变化，因此状态变化必然与温度相关。

研究三态互相转变，精测温度是必须的，至于热量的传递目前初中生还没有掌握相关要概念，实验只能是半定量进行，课本中安排的图象法表示温度随加热（散热）的变化曲线已经是较高要求了。

对本部分研究还是要重视对现象的观察分析，并利用相关结论分析解释一些新现象。至于灵活应用、综合分析一些新场景的实际问题，要建立在学生理解基础的前提下，属较高要求，要循序渐进，不要盲目加量，以免挫伤学习积极性。

第一节温度物态变化

一、教学目标

1．知道温度意义和表示方法

2．掌握温度计构造、原理、使用方法。

3．了解体温度的构造和工作原理。

二、教学重点

1.温度的概念及常用单位

2.温度计的原理、结构和使用方法

三、教学难点：体温计的特点与使用

四、教学过程

（一）温度

1. 物理意义：表示物体冷热程度的物理量。

2. 表示：字母 t

（二）温度计

1. 原理：热胀冷缩；物理方法：转换法

2. 构造：玻璃泡又叫贮囊、内部有毛细管玻璃管、测温物质（酒精或水银）

（三）摄氏温度：标准大气压下，冰水混合物为 0 ℃，沸水为 100 ℃，其间100等分，每一分对应1摄氏度；

（四）测温

1. 量程： 0℃~100℃

2.分度值： 1℃

3. 使用：

会选——满足量程

会放——测温泡与被测密接

会读——液柱稳定后再读，测温泡不离开测温物体，视线垂直温度计与上液面平齐

会记——注意单位与零刻线上，若在零刻线下测读为负值。

（五）体温计

1. 量程： 35℃~42℃

2. 分度值：最小分度值0.1℃

3. 构造：玻璃泡上方有细弯缩口

4. 特点：可以离开人体读数，用后复位得用力甩一甩

五、备注与思考

1.温度是表示物体冷热的物理量，测量物体的温度要用温度计，测温原理是利用温度计某种液体热胀冷缩的特性，常用的测温物质是水银与酒精。温度计有四部分组成：测温泡，玻璃管，测温物质，体温计在测温泡与毛细管处有一个很细的缩口，作用是降温时测温物质断裂而不回落，利于读数。

2.温度的概念难度不大，但在让学生深刻理解仅讲一下是不够的，可通过自制温度计并详细介绍过程，最好让学生亲自动手做一做，以加深印象，促进理解，效果更好。温度计的刻线原理、使用方法，都当在认真操作与观察实验的基础上，总结出来才好。

3.对于物态变化问题，也是学生常识了解比较少的内容，授课时不能忙着赶进度，要根据学生实际，尽量采用实验探究的方法，创造条件让学生通过观察视频，实物进一步去认识现象，分析现象，进而掌握现象。

能动手的实验的一定要让学生自已操作，如认识温度计，讲多少遍都跟不上学生自已实际测量一遍掌握的透彻，初中授课千万不要走向“代劳”，学习是学生自已的事，老师是不能代劳的。必须他们亲手操作，新身体验才能深刻理解，灵活应用。

第二节：熔化和凝固

教学目标

1．知道熔化和凝固的概念及规律特点；

2．了解熔化吸热、凝固放热在生活中的应用。

二、教学重点

1、掌握熔化和凝固的物理意义

2、初步了解晶体和非晶体的区别

三、教学难点

深刻理解熔化与凝固的图象的意义

四、教学过程

（一）物态及物态变化

1.物态：物体的状态——固态，液态，气态。

(1)固态：有固定的形状与体积的物质状态

(2)液态：有固定的体积但没有固定的形状

(3)气态：无固定的形状与体积，能充满容器的整个空间。

2.物态变化：物体的三态之间可以相互转化，这种变化统称物态变化

(二）熔化与凝固

熔化

（1）概念：物体从固态变成液态的过程叫熔化

（2）条件：达到一定温度并持续加热

（3）规律：有些物质熔化前后随加热温度升高，熔化过程中温度不变，这种物质叫晶体，这个温度就是熔点。有些物质加热时持续升温，由固态逐渐变软再变成液态，这积物质是非晶体，没有固定的熔点。

2.凝固

（1）概念：物体从液态变成固态的过程叫凝固

（2）条件：达到一定温度并持续放热

（3）规律：晶体凝固前后随放热温度降低，但在凝固过程中虽然放热但温度值保持不变，这个温度就是凝固点。同一种物质的熔点与凝固点相同，往往都称为熔点。非晶体没有固定的凝固点

（三）熔化热与凝固热

熔化热：晶体在熔点熔化过程中吸收的热量叫熔化热。
凝固热：液体在凝固点凝固成晶体时放出的热量叫凝固热。
晶体与非晶体。对确定的晶体，熔点与凝固点是一样的，熔化热与凝固热也是一样的。非晶体没有固定的熔点与凝固点，也没有确定的熔化热与凝固热。

五、备注与思考

关于物态与物态变化，初二学生没有多少感性知识，因此课堂要把课外的事例拉进课堂，加以详细分析说明，让学生联系实际理解物质的“三种状态”，对物态变化要通过具体的实验现象观察，然后师生共同总结，并结合课本定义并赋名。
关于晶体与非晶体，课本中借“有无固定的熔点”，给出晶体与非晶体最本质的区别，但晶体与非晶体的全面介绍是高中内容，这里不必过高要求，点到为止，以免增加学生负担。
关于图象，初中物理课本上有很多图象反映物理规律，莫认为学生能够理解图象的意义，其实不然，数学上学生首次接函数图象应大初二下学期，在初二上学期的物理课上，就要学生理解声音图象，熔化曲线，有点想当然。因此，对课本上出现的图象，不必太当真，形象介绍即可，不必深究。

第三节汽化和液化（1）

一、教学目标

1.知道物质的液态和气态之间是可以转化的。

2.知道汽化的两种方式：蒸发和沸腾。

3.知道液体沸腾时的温度特点。

二、教学重点

1、掌握汽化与液化的概念

2、掌握汽化的两种方式——蒸发与沸腾

三、教学难点

液体沸腾的特点

四、教学内容与过程

（一）汽化

1.概念：物体由液态变为气态的过程叫汽化，包括蒸发与沸腾两种方式

2.蒸发

（1）定义：蒸发是液体表面的汽化现象，

（2）影响因素：温度，表面积，表面空气流动速度

（3）效应：蒸发要吸收热量导致变冷

3.沸腾

（1）定义：液体表面与内部同时发生的剧烈的汽化现象叫沸腾

（2）条件：达到一定温度且持续加热

（3）沸点：液体沸腾时的温度，与液体性质、液面压强有关。

（4）常见物质的沸点一览表（一标准大气压的情况下），表面气压升高，沸点升高。

五、备注与思考

1.汽化与液化内容较多，且学生对相关现象知之不详，因此要注意节奏，控制速度，分两节课处理为宜；

2.关于图象，课本中已从识图发展成为绘图，鉴于学生的接受水平，建议以老师操作为主，重在引发学生从形象上感受，慢慢渗透，以期逐步认识到熟悉。

3.对蒸发可以从现象分析与定性实验相结合处理，沸腾可以引入定量实验与现象观察而逐步达成深入了解。对于沸腾前后气泡的变化，即：沸腾前气泡上升并缩小；沸腾后气泡上升并扩大。

第四节汽化和液化（2）

一、教学目标

知道蒸发与沸腾的相同与不同
影响蒸发快慢的因素。

3. 知道气体液化概念与效应、方法

二、教学重点

液化过程对外放热

三、教学难点

理解液化的两种方法——降温与加压

四、教学内容与过程

（一）蒸发与沸腾的异同

1.相同：同属气化，同需吸热，

2.不同：缓激不同，表面与整体不同

（二）影响蒸发快慢的因素

1.温度：液体温度越高，蒸发越快

2.表面积：液体与空气接触的表面积越大，蒸发得越快

3.表面空气流动：液体表面空气流动的速度越快，蒸发得越快

（三）液化

2.种类：降温与加压

2.效应：液化过程对外放热

五、备注与思考

1.气化分两种蒸发与沸腾，而蒸发与沸腾又有各自较为复杂的情况，因此气化比液化要复杂得多，因此本节课要用一半左右的时间，复习气化知识，使学生更熟练的掌握其概念规律与异同。

2.液化现象学生几乎没有概念，教学中应以实验加强学生的感性认识，包括降温与加压两种方式，对其液化时放热可与汽化需吸热，凝固可放热对比给出。

第五节升华与凝华

一、教学目标

1.知道升华和凝华的概念，凝华与升华是互逆过程；

2.知道升华过程吸热，凝华过程放热；

3.了解生活中的升华和凝华现象。

二、教学重点

升华和凝华的定义吸放热

三、教学难点

升华和凝华的现象与分析

四、教学内容与过程

（一）升华

1.定义：物质由固态直接变成气态的过程叫升华

2.吸热：升华的过程需要从外界吸收热量

（二）凝华

1.定义：物质由气态直接变成固态的过程叫凝华

2.放热：凝华的过程中对外放热

（三）实验与现象解析

（四）水循环

地球周围的水循环：地球上有各种生命体的存在，都依赖水循环而营造的特殊环境。江河湖海及土壤中的水，经太阳照射加热而蒸发变成气态，随大气流动升入高空因降温而液化（凝华）、凝固，转化成液态或固态，再以雨雪等降落大地，流入湖河海，渗入大地，再次被太阳照射蒸发......

五、备注与思考

1.升华与凝华学生感受更弱，教学中要在做好实验的基础上建立概念，然后再列举自然界的事例，共同分析，加深体悟，担高认识。

2.关于地球周围的水循环系统，是地球生命的赖以生存的特有环境，在这里做些介绍是必要的，但限于学生地理知识学得还少，对地球的理解还不多，因此不宜讲得太多太深，仅是大致分析一些水在循环过程中的三态变化，作为本章应用内容，相互关联就好，务必不要太多的发挥，发免增加学生负担而影响学习积极性，有些版本的教材就没有单独列为一节，也就是作为例了稍有介绍而已。

六、中考题选析

【真题1·南京市】如图所示的物态变化过程中，放出热量的是（）

【答案】A

【解析】冬天嘴中哈出"白气"，是由水蒸气遇到外冷空气迅速降温液化形成的小水滴，真正的气是看不到的，看到的是雾珠，属于液化现象是热量，故A正确；冰的熔化是固态变液态，这一过程中要吸收热量，故B 错；湿衣服变干是液态变气态，属于汽化现象要吸收热量，故C错；樟脑球变小是固态直接变成气态，属于升华现象吸收热量，故D错；应选A。

【考点定位】物体有三态变化，有的是吸热过程，有的是放热过程

【真题2·常州】市场上有一种“55℃保温杯”，杯子外层材料隔热，内层材料导热，内外夹层中充有“特殊物质”。当开水倒入杯中后，水温立即下降，达55℃时能保持较长温度不变。“特殊物质”在55℃时（）

一定处于固态

B．一定处于液态

C．一定处于固、液混合态

D．以上情况都有可能

【答案】C

【解析】开水倒入杯中迅速降温，达55℃时较长时间保持温度不变，这时“特殊物质”的温度与水的温度相同，它们之间不再发生热传递。此前这种物质是固态，遇开水传热升温并熔化吸收了开水的热量并降温。达55℃不变，说明其熔点就是55℃。当水温再降时这种物质就要凝固放热，保持水温较长时间不变。因此，作为设计制造考量，应使杯中物质在此时处于固液混合态；故应选C。

【考点定位】物态变化——凝固时放热，熔化时吸热

【真题3·连云港】用图甲所示装置“观察水的沸腾”实验：

（1）图甲所示烧瓶中水的温度为 ℃。

（2）杯中水沸腾后用酒精灯继续加热，温度计显示的温度（填“升高”、“降低”或“不变”）

（3）杯中水沸腾后撤去酒精灯停止加热，水停止沸腾，一组用橡皮塞塞住瓶口，并将烧瓶倒置，再向烧瓶底部浇冷水，如图，发现烧瓶中的水又重新沸腾了，这是因为；另一组在烧瓶口上放一个乒乓球，然后继续加热，发现乒乓球跳离瓶口，这说明水蒸气的能转化为乒乓球的机械能。

【答案】（1）84 （2）不变. （3）水的沸点随气压的减小而降低内

【解析】、

（1）温度计的分度值是1℃，所以烧瓶中水的温度是84℃。

（2）液体沸腾时吸收热量温度不变，故温度计的示数不变。

（3）停止加热无热量的持续传递，水停止沸腾，塞住瓶口并将并烧瓶倒过来，再向瓶底浇冷水，烧瓶内水蒸气因降温液化，气压减小，水的沸点降低到当时水温之下，水又重新沸腾。在烧瓶口上放置一乒乓球，继续加热，发现乒乓球被顶起，在此过程中水蒸气的内能转化为乒乓球的机械能.

【考点定位】水的沸腾沸点与气压的关系

【真题4.淮安市】（5分）如图甲所示，是“”研究水沸腾时温度变化特点的装置图．

（1）实验过程中，依据观察到的　　现象，判定水开始沸腾．

（2）图乙是实验第5min时温度计的示数，将其示数记到下表中．

时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度/℃	90	92	94	96	97		99	99	99	99

（3）根据上表数据，在坐标纸上中画出温度与时间的变化曲线．

（4）通过实验可知，水沸腾时，温度　（选填“逐渐升高”、“保持不变”或“逐渐减低”）；停止加热，谁不能继续沸腾，说明沸腾过程中水需要继续　　．

【答案】（1）水的内部产生的大量气泡，上升到水面破裂；（2）98；

（3）

保持不变，吸热.

【解析】

（1）水沸腾前和沸腾时气泡的变化情况不同：沸腾前杯底受热向气泡内蒸发，气泡膨胀增大而上升，上升过程中水的温度比杯底低，气泡内水蒸气液化气泡体积减小。沸腾时，水中上下温度相同，气泡在上升过程中受水的附加压强减小，体积逐渐增大，到达水面处破裂；

（2）实验第5min时温度计的示数在90℃-100℃之间，分度值为1℃，所以第5min时温度计的示数是98℃.

（3）根据表格中数据描点然后连线即可作出水沸腾的图象；

（4）由表中数据可见，水温升到99℃时，继续加热但温度保持不变，说明水沸腾时特点：尽管吸热但温度不变.

考点：观察水的沸腾现象

从过去的中考题看，本部分的考题要求还是比较高的，两大部分，一部分是物态变化现象分析及其应用，但这部分题大多不是直接判断，而是比较间接的应用，需要深入的理解综合分析，方可得到结论，对初中学生确实有难度，初二不需达到这么高的要求。

如冬天哈出来的“白气”成因是什么？并判断是吸热还是放热？看起好像很简单，其实过程还是比较复杂的。寒冷的冬天室外，从嘴里哈出来的气当然是热的，里面含有比较多的水蒸气，遇体外冷空气时而液化，同时放出热量。

学生若是初见能否作出这样的分析还是值得怀疑的。首先从嘴里呼出的“白气”是什么？就难以弄清，其实呼出来的“气体”是看不见的，之所以是“白气”，原因是热水蒸气遇冷液化成小水珠，进而形成雾，看上去才成“白气”。

再有55摄氏度的保温杯设计是非常巧妙的，首先为什么是55摄氏度，因55度的热水人喝时“最适口”！不会太烫，也不会觉得凉。这种杯子有两个功能，一时接近100摄氏度的开水倒入杯中马上降温到55摄氏度就不再下降了，为什么？

是因为在夹层中装入一种熔点为55度的物质，常温20摄氏度左右时呈固态，倒入开水后，由于内层是导热的，迅速把热量导入夹层内的物质，使其升温到55度再使其熔化，吸收水传来的热量，当水温降到55度时，夹层中的物质全部熔化或还余一点没有熔化，形成固液共存。

这个杯子外层是隔热材料导致散热很慢，但还是要散热的，只是随着散热杯子降温，夹层内的“固液共存”体，其中的液体就会凝固，并放出一些热量，用以补偿散热进而保持杯内温度不变，直到夹层中物质全部凝固后方才降温，从而达到较长时间保温。

此类应用题尽管涉及的还是物态变化、吸热与放热现象，不过这些题目不是直接的问答，而是在具体场景中的应用分析。不仅要求理解物态变化规律及应用，而且要结合新设定的实际场景，通过高阶的逻辑分析，综合多种信息处理才能作出准确判断。

再一类就是半定量的实验分析，如沸腾现象观察与分析。尤其像“复沸”现象的分析，把沸点与压强这个考点联系了起来，可以深刻考查考生的分析应用能力。而在实验观测沸腾现象，作出记录，并绘制图象反映沸腾前后温度变化规律时。就要求考生全面掌握实验原理、操作及分析方法，属于综合能力的考查，难度还是有的。

能按课本与课堂教学的要求，积极参与现象观察，动手实验操作，从中习得观察方法，并培养起逻辑思考及判断的能力，能就会觉得丝丝入扣，学得很容易，掌握得也牢。

若你还是按小学学习的习惯，以记背为主，课前不预习，上课不互动，一切等老师讲，自已只是记与背。这样就会走向学物理的歧途，也许初期还能应付一些简单问题。随着学习的深入，渐渐就无法应对，进而全面落伍。

学习物理需要系统性构建知识系统，深刻理解相关规律，培养起高阶的逻辑思维能力，积极主动的观察分析自然现象，并试着加以分析，逐步提高分析能力。尽量多的联系实际，联系其它学科知识，培养综合分析应用能力与习惯。