温度计的原理范例(3篇)

温度计的原理范文

执教：山东省威海市环翠国际中学庞绍君

教学目标

1.知道温度表示物体的冷热程度。

2.知道液体温度计的构造和原理及常用的实验用温度计、体温计、寒暑表。

3.知道摄氏温度。

4.常识性了解热力学温度与摄氏温度的关系。5.培养学生的观察能力。

重点液体温度计的原理和摄氏温度的规定。

难点液体温度计的原理和摄氏温度的规定。

教具演示

演示用温度计，烧杯3个，冷水，温水，热水，家庭用寒暑表、体温计

学生实验室用温度计（2人1支）

主要教学过程学生活动

一引入新课

热现象是指跟物体的冷热程度有关的物理现象。例如大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。我们在生活中用冷、热、温、凉、烫等有限的词来形容物体的冷热程度。但是这样的形容非常粗糙。开水和烧红的铁块都很烫，但是它们烫的程度又有很大的区别。所以，在物理学中，为了准确地描述物体的冷热程度，我们引入了温度这一概念。

二教学过程设计

一．温度，全国公务员共同天地

请一位同学操作图4-1实验，并说明感觉

教师：从这个实验中可知凭感觉来判断物体的温度高低是很不可靠的。要准确地测量物体的温度需要使用温度计。温度计的种类很多，有实验用温度计，家庭用的温度计--寒暑表，医用温度计--体温计，等等。

二．温度计

1．构造和原理

实验用温度计的玻璃泡内装有水银、酒精或煤油。泡上连着一根细玻璃管，管壁厚，壁上有刻度。当温度升高时，泡内的液体膨胀，液面上升；温度下降时，泡内液体收缩，液面下降。从液面的位置可读出温度的数值。所以，实验用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质来测量温度的。

2．摄氏温度

常用的表示温度的方法是摄氏温度。温度计上有一个字母℃，它表示摄氏温度。摄氏温度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为0度，沸水温度规定为100度。0度和100度之间分成100等分，每一等分叫1摄氏度，写作1℃。例如，人体正常温度为37℃，读作37摄氏度。

教师：自然界中的物体，温度高低相差很悬殊。请大家看课本图4-3，

回答教师的提问。

教学过程设计

3．绝对零度和热力学温度

宇宙中可能达到的最低温度大约是负273摄氏度，这个温度叫绝对零度。科学家们提出了热力学温度，它的单位是开尔文，用K表示。

热力学温度是以绝对零度即负273摄氏度为起点。-273℃=0K，0℃=273K，100℃=373K。所以，摄低温度的数值加上273就等于热力学温度。

练习：

(1)水的沸点=____℃=____K(2)沸水的温度=____℃=____K

(3)绝对零度是____℃=____K(4)人体正常体温是____℃=____K

4.体温计

学生阅读课文"体温计"，回答以下问题。

(1)体温计是用什么液体的什么性质来测量温度的?(是利用水银的热胀冷缩的性质来测量温度的。)

(2)它的刻度范围是从多少度到多少度?(刻度范围是从35℃到42℃。)刻度范围为什么是这样?

(3)它的最小一格是多少度?(最小一格表示0.1℃）

(4)测体温时，为什么要把体温计夹在腋下近10分钟?(因为只有时间足够长，才能使体温计中水银的温度跟人体温度相等。)

(5)测体温前，为什么要拿着体温计用力下甩?(因为体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，水银收缩时，水银从缩口处断开，管内水银面不能下降，指示的仍然是上次测量的温度，所以再用时必须向下甩。)

三．归纳总结

三．思考与作业

课本P46，1、2、3；《课课通》

四板书

第四章热现象第一节温度计

一．温度

1、物体的冷热程度叫温度。二．温度计

1、常见的温度计：实验室用温度计；寒暑表；体温计。

2、结构

3、原理：利用液体的热胀冷缩性质。

三．摄氏温度

1．1摄氏度规定：，全国公务员共同天地P45

2．读法：5℃读：5摄氏度；-5℃读：负5摄氏度或零下5摄氏度。

四．热力学温度（T=t+273k）

五．体温计

1．特殊结构：弯曲细玻璃管（内装水银）

温度计的原理范文

一、引言

对辐射温度计的校准、检定，通常采用比较法，就是通过高稳定度的辐射源（通常为黑体辐射源）和其他配套设备，将标准器所复现的温度与被检辐射温度计所复现的温度进行比较，以判断其是否合格或给出校准结果。

在校准、检定工作中，辐射源一般在-6～1200℃（或1600℃）范围内可用开口式中、低温黑体炉，1200（或1600℃）～3200℃采用抽真空并充惰性气体保护的高温黑体炉。标准器分别为二等标准热电偶（二等标准铂电阻温度计）和标准光学（光电）高温计。

目前，国家检定系统表上3200℃以上部分没有相应的传递系统。但是，根据型号任务的需要，有些单位已经研制、使用了测温上限超过3200℃的辐射温度计。对这些温度计进行校准、检定时，辐射热源作为标准与被检之间的比较介质是非常重要的。其主要技术指标为：温度范围、稳定度和有效发射率。现在的黑体辐射源通常为黑体炉，在现有的技术条件下，由于受制造加热器、黑体空腔的材料耐温性限制，其温度范围只能达到-60～3200℃，无法用于检定测温上限超过3200℃的辐射温度计。

激光能量法是本文提出的一种新的校准方法。根据此原理建立相应的激光辐射源校准装置，将可实现对测温上限超过3200℃的辐射温度计的校准、检定。

二、工作原理

辐射温度计是依据物体辐射的能量来测量温度的仪表。根据辐射理论，任何物体只要不处于绝对零度（-273.15℃），那么在其他任意温度下都存在热辐射。处于热平衡状态的黑体在半球方向的单色辐射出射度是波长和温度的函数。

在一定的波长下，黑体的单色辐射出射度是温度的单值函数，可以通过某一波长下的单色辐射出射度的测量来得出黑体的温度。这就是辐射测温学的理论基础，黑体辐射的普朗克定律。

在实际测量中，辐射温度计的单色器不可能是完全单色的。而且，探测器也要求获得一定光谱范围的辐射能量，否则由于所接收的能量很小而无法作出响应。同时，实际被测物体也不是黑体。

测温时，将辐射温度计瞄准被测物体，辐射温度计的探测器接收到被测物体所辐射的能量，经信号处理电路转换为相应的电信号或进一步通过显示器直接显示出被测物体的温度值。

根据以上辐射温度计的测温原理，可寻找出辐射能量的波长在［λ1，λ2］范围内的辐射源；辐射能量对应于黑体某一特定的温度，但是辐射源本身的温度并不等于此温度，辐射能量连续可调，输出的辐射能量较高。

由于激光器发射对应于黑体在几千摄氏度高温时所发出的辐射温度计有效波段内的辐射能量时，激光器本身的温度是达不到几千摄氏度的，特别是用于校准的激光器功率较小，因此自身的温度很低。这样，激光器所发出的辐射能量就不受本身制造材料耐温性的限制。利用激光器的这一特点，选择工作波长在辐射温度计有效波长范围内的激光器，来模拟温度辐射在某一特定温度和辐射温度计有效波段内的黑体辐射能量，使辐射温度计所接收到的激光能量与此特定温度的黑体在辐射温度计有效波段内的辐射能量相等，把激光器的输出能量与特定温度联系起来，可取代常规校准过程中的黑体炉作为校准辐射温度计的辐射源。激光器的输出能量由标准激光功率计进行校准，标准激光功率计的标准值可通过测量电量的方法准确获得。

用标准激光功率计作为标准器，校准激光器输出的辐射能量，此辐射能量与特定温度下辐射温度计所接收到的黑体辐射能量相等，从而将通常情况下校准辐射温度计的标准器由准确度高一等级的温度计改为标准激光功率计，由激光器代替黑体辐射源，实现了高温辐射温度计的校准，这就是激光能量法校准辐射温度计的基本原理。此激光器可称为激光辐射源。

三、激光能量法的特点

激光能量法具有几下特点：

a)激光辐射源本身的温度可以很低，避免了现有黑体辐射源因本体材料的耐热性导致的温度上限不能超过3200℃的情况，因此温度上限可以很高。由于采用激光器代替了黑体炉作为辐射源，其输出的能量完全可以满足辐射温度计对高温校准的要求。

b)使用方便。从键盘输入辐射温度计光学系统的通光孔径r，辐射温度计与被测目标的距离R为1000mm时，目标能够辐射到辐射温度计面积S，光学系统光谱范围的上、下限波长λ1，λ2和温度值T0i后，激光辐射源即可直接输出对应于温度T0i的辐射能量φ0λ1,λ2（T0i）。

c)激光能量法属于绝对法校准，不需要标准温度计。同时，也不同于一般的绝对法校准，不需要定义固定点和内插方程。采用标准激光功率计作为标准器，通过激光辐射源的输出能量来获得对应于热力学温度T0的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。标准激光功率计对激光辐射源的输出能量进行测量，并进行自校准。

d)节省时间。激光辐射源没有升温和恒温过程，所以可实现快速校准、检定。

e)校准时，可不考虑辐射温度计的距离系数。

f)激光能量法主要用于高温范围辐射温度计的校准、检定，所以不必考虑环境辐射的影响。

四、问题讨论

激光辐射源输出激光的波长应在辐射温度计的有效波长范围之内。由于激光辐射源不是黑体辐射源，所以输出激光的波长必须与辐射温度计相适应。也就是说，一台通常单频率的激光辐射源不能满足校准所有辐射温度计的需要。在校准装置中，工作波长不同的多台激光辐射源可共用一套控制系统。若采用频率可调的激光器可克服此问题。

校准时，应注意辐射温度计与激光束的同轴。因为激光束很窄，若瞄准不好可能使激光束打不到探测器上。

温度计的原理范文篇3

本次研究采用毛细管粘度计和密度计，对大庆油田七个原油试样在不同温度下的粘度与密度进行系统的测量，得出了试样粘度与密度在不同温度下的变化规律，为提高油田采收率提供了重要的依据。

【关键词】粘度；密度；温度；原油；采收率

一、粘度

油品的粘度是评价原油及其产品流动性能的指标，在原油和石油化工产品加工、运输、管理、销售及使用过程中，粘度是很有用的物理常数。油品的粘度与其化学组成密切相关，在一定程度上反映了油品的烃类组成，是煤油，喷气燃料和油的重要指标。

粘度也叫粘性系数，在某一温度下，当液体受外力作用而作层流运动时，液体分子间产生的内摩擦力叫粘度。粘度是与油料性质和温度、压力有关的物理参数。压力在一般情况下对液体石油产品无明显影响，可以忽略。温度对液体粘度的影响十分敏感，因为随着温度升高，分子间距逐渐增大，相互作用力相应减小，粘度就下降。

液体石油产品的粘度按照GB/T365-88采用毛细管粘度计法进行测量。方法原理是根据牛顿内摩擦定律，导出下式：

式中η――液体动力粘度，Pa・s；r――毛细管半径，mm；V――在时间内从毛细管中流出的液体体积，mm3；L――毛细管长度，mm；τ――液体流出V体积所需时间，s；P――液体流动所受的静压力，Pa。

对指定的毛细管粘度计来说，仪器尺寸（V，L，r）和h，g，π均为常数，因此只要测得油品在某一温度下V体积液体由刻度a到刻度b所需时间τ，则其粘度即可求得。

二、密度

密度是物理学上用来表示物质分布密集程度的物理量，定义为物质质量与其体积的比值（ρ=m/V）。单位体积石油产品的质量，称为石油产品的密度，它在一定程度上反映了油品的组成，因而可以用来确定原油的类别。

当温度升高时，油品受热膨胀，体积增大，密度减小，相对密度减小；当温度降低时，体积减小，密度增大，相对密度增大。

密度的测定方法包括密度计法、韦氏天平法、比重瓶法。本次研究采用密度计对大庆油田7个原油试样的密度进行了系统的测量，得出了不同温度时试样密度的变化规律。

三、实验部分

3.1实验仪器

（1）毛细管粘度计一组（2）恒温浴（3）玻璃水银温度计（4）秒表（5）石油产品密度计（6支组）。（6）玻璃量筒（7）烘箱（8）调温电热套。（9）1000ML烧杯。（10）玻璃棒。

3.2实验方法和步骤

3.2.1粘度测量（1）按测定要求调节恒温浴。（2）将脱水过滤后的原油试样放入小烧杯中。（3）选择合适的粘度计，洗涤干净并烘干。（4）将橡皮管套在粘度计支管上，倒置粘度计并用大拇指堵住上管口，将管身的末端插入盛有地层水或原油试样的烧杯中，利用橡皮球将液体吸到上标线时，从烧杯中提起粘度计，擦去管身外壁的多余试样。（5）将装有试样的粘度计浸入恒温浴，并用将粘度计固定使其垂直。（6）恒温浴中温度计的水银球位置必须与粘度计中点保持水平。（7）将恒温浴调节到实验规定的温度，装好油的粘度计在规定温度的恒温浴内经规定的恒温时间后，开始测量。（8）达到待测温度时，用橡皮球通过管身所套的橡皮管，将试油或水试样吸到扩张部分的上球，液面稍高于上标线，然后让试样自动流下，液面达到上标线时开动秒表，达到下标线时停止秒表，记录试样流动时间。（9）每个试样至少重复测量4次，取流动时间所得的算术平均值，作为试样的平均流动时间。

3.2.2密度测量

（1）将调好温度的试样沿壁倾入量筒中，保持稳定，注意不要溅泼，以免生成气泡，当试样表面有气泡聚集时，可用一片清洁滤纸出去气泡。（2）将选好的密度计缓慢放入试样中，液面以上的密度计杆管浸湿不得超过两个最小分度值，否则会影响所得读数。密度计稳定后读取数值。（3）同时测量试样的温度，注意温度计要保持全浸（水银线），温度读准至0.2℃。（4）将密度计在量筒中轻轻转动一下，然后放开，按2和3的要求再测定一次，记录连续两次测定温度和视密度的结果，取算术平均值作为测量密度。若两次温度读数之差超过0.5℃，则重新测量。

结论

在油田开发中，原油的粘度和密度是判别原油性质、提高采油率的重要依据。了解地下流体性质是在一次采油之后进行的工作，注水开发是我国目前采油的主要措施，而在长期的注水过程中，注入水对地下流体性质会产生极其缓慢但又不可忽视的影响。因此搞清注入水对储层流动性能的影响，不但可以提高注水效果，而且对油田增储上产、提高最终采收率发挥了一定的作用。

通过对8个不同水型和包括二厂、七厂、八厂在内的7个大庆不同地区原油的粘度和密度的测量，模糊的概念变为了精确的数据。测量的数据表明，不同矿化度地层水的粘度和密度在温度不断升高的过程中不断减小，粘度变化较小，密度变化不大；原油的粘度和密度在温度不断升高的过程中不断减小，粘度变化相对地层水变化较大，密度变化不大。不同地区原油粘度和密度相差较大，曲线变化的斜率也不同。

从数据来看，提高注水温度无疑是提高采收率的有效手段，但注入水的温度不是越高越好，控制油田的开发成本也很重要。那么针对不同油田的原油性质，注入水的温度应该控制在什么范围之内，才能做到既可以最大限度的提高地下原油的流动性，又能够尽量的节约开发成本，最终达到提高油田采收率的目的，这将是一项非常重要的工作。

参考文献

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[2]李阳初，王耀斌.石油化学工程基础[M].石油大学出版社，2004，8～11.

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[4]复旦大学.物理化学实验[M]，人民教育出版社，1978年12月，24～29.