认识气温计的教学课件

认识气温计测量温度的神奇工具温度是我们日常生活中不可或缺的物理量，而气温计则是人类发明的测量温度的神奇工具无论是日常天气预报、医疗健康监测，还是工业生产控制，气温计都在默默地发挥着重要作用本课件将带领大家深入了解气温计的历史、原理、类型以及应用，揭开这个看似简单却蕴含丰富科学原理的测量工具的神秘面纱第一章温度是什么？温度是物质冷热程度的度量，是物质内部分子运动剧烈程度的宏观表现虽然我们无法直接看见温度，但我们可以通过感官感受到它的存在和变化温度是自然界中最基本的物理量之一，它影响着我们生活的方方面面在日常生活中，我们时刻都在与温度打交道•早晨起床时感受到的凉爽或温暖的空气•饮用热茶或冷饮时口腔的温度感受•生病时体温的升高•四季更替带来的气温变化温度的变化影响着自然界中几乎所有的物理和化学过程，从水的状态变化（固态、液态、气态）到化学反应的速率，再到生物体的代谢活动，都与温度密切相关温度的单位摄氏度华氏度开尔文℃℉K由瑞典天文学家安德斯•摄尔修斯于1742年由德国物理学家丹尼尔•法伦海特于18世纪国际单位制（SI）中的温度单位，由英国物提出，以水在标准大气压下的冰点为0℃，初创立，在美国等少数国家仍广泛使用华理学家威廉•汤姆森（开尔文勋爵）提出沸点为100℃，将两点之间分为100等份摄氏温标以水的冰点为32℉，沸点为212℉开尔文温标以绝对零度为0K（约-氏度是中国和大多数国家日常生活中使用的

273.15℃），没有负值温度单位摄氏度与华氏度的换算公式摄氏度与开尔文的换算公式•水的冰点0℃•水的沸点100℃•正常人体温度约37℃开尔文常用于科学研究、物理和化学实验•室温通常在20-25℃之间中，特别是在需要从零开始计量热量或在处理极低温度时第二章气温计的历史故事气温计的发明与发展气温计的历史可以追溯到16世纪末，是人类科学发展史上的重要里程碑1593年意大利科学家伽利略•伽利雷首次制作了空气温度计的雏形，这是一种开口玻璃管，下端浸入装有彩色液体的容器中当温度升高时，管中的空气膨胀，推动液体下降；温度降低时，液体上升虽然这种装置受大气压影响较大，但它是人类测温史上的革命性进步1654年佛罗伦萨大公爵斐迪南二世制造了密封的酒精温度计，减少了大气压力的影响1714年德国物理学家丹尼尔•加布里埃尔•法伦海特发明了水银温度计，并创立了以他名字命名的温标水银温度计的精度大大提高，成为随后几个世纪中最主要的温度测量工具气温计的基本结构玻璃管测温液体刻度尺传统气温计的核心部件是一根细长的玻璃管，通常是透明的，内传统气温计中常用的测温液体主要有两种刻度尺刻在气温计的玻璃管上或附着在管旁，用于指示温度值部中空，形成一个毛细管玻璃管的上端密封，下端连接一个装刻度通常以摄氏度（℃）或华氏度（℉）标注，根据标准点（如水银银白色金属液体，导热性好，热膨胀系数稳定，不粘附玻有测温液体的储液球玻璃管必须具有一定的强度和透明度，以水的冰点和沸点）均匀划分璃壁，适合测量-

38.8℃至

356.7℃的温度范围但水银有毒，现确保液体柱的变化清晰可见已被许多国家限制使用精确的刻度尺对气温计的准确性至关重要现代气温计的刻度制玻璃管的内径一般非常细小（毛细管），这样即使液体体积变化作非常精细，可以精确到

0.1℃甚至更小有些气温计还会使用不酒精通常添加红色染料以便于观察，冰点低（-114℃），适合很小，也能在高度上表现出明显的变化，提高测量的灵敏度同颜色区分温度范围，如正常温度区、发热区等测量低温，但沸点较低（78℃），不适合高温测量酒精温度计对环境友好，安全性高测温液体的选择需考虑温度范围、膨胀系数的线性度、毒性等因素气温计的工作原理基于液体热胀冷缩的物理特性当温度升高时，液体膨胀，液柱在毛细管中上升；当温度降低时，液体收缩，液柱下降通过观察液柱的位置对应的刻度值，我们就能知道当前的温度为什么液体会膨胀？分子运动理论解释液体热胀冷缩现象是气温计工作的核心原理，这一现象可以通过分子运动理论来解释分子不断运动液体中的分子始终处于无规则运动状态，相互之间通过碰撞交换能量温度与分子运动的关系温度本质上是分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子运动越剧烈热能增加的影响当液体被加热时，分子获得更多能量，运动速度加快，分子间平均距离增大，宏观上表现为体积膨胀冷却的影响当液体冷却时，分子运动减慢，分子间平均距离减小，宏观上表现为体积收缩不同物质的膨胀系数不同液体的热膨胀系数各不相同，这与其分子结构和分子间力有关水银热膨胀系数为

0.00018/℃，膨胀比较均匀，适合作为测温液体酒精热膨胀系数约为

0.00110/℃，比水银大约6倍，因此酒精温度计比水银温度计更灵敏水的特殊性水在0-4℃范围内呈现反常膨胀现象，即温度升高时体积反而缩小，这是水分子特殊结构导致的气温计的设计需要考虑测温液体的膨胀特性，选择膨胀系数合适且在使用温度范围内变化均匀的液体不同类型的气温计水银温度计酒精温度计电子温度计特点特点•精度高，测量范围广（-

38.8℃至

356.7℃）•环保安全，无毒害•热膨胀系数稳定，读数准确•通常添加红色染料，易于观察•反应速度适中，适合精确测量•适合测量低温环境（最低可至-114℃）•不受电池限制，使用寿命长•膨胀系数大，灵敏度高特点缺点缺点•数字显示，读数直观•水银有毒，破损时危害健康和环境•不适合高温测量（酒精沸点约78℃）•测量速度快，通常只需几秒到几十秒•已被许多国家和地区禁止或限制使用•酒精易挥发，长期使用可能导致液柱断裂•多功能，可存储数据、设置报警值•不适合测量极低温环境•精度略低于水银温度计•部分型号可进行远程监测和数据传输应用场景实验室精确测量、工业温度控制应用场景家庭、学校、寒冷地区温度测量缺点•需要电池供电•电子元件可能受极端温度影响•精密元件对撞击敏感应用场景医疗、家庭、食品加工、精密温控第三章气温计的使用方法正确读取温度值读取气温计的温度值看似简单，但要获得准确的读数，需要注意以下几点视线水平读数时，眼睛应与液柱顶端平齐，避免视差误差从上方或下方观察都可能导致读数偏差等待稳定气温计需要一定时间才能与环境温度达到平衡，通常需等待2-5分钟（根据类型不同而异）观察液面对于液体温度计，应读取液柱顶端弯月面（凹液面）的最低点对应的刻度值避免接触读数时避免用手触摸感温部分，人体温度会影响读数放置气温计的正确位置气温计的放置位置直接影响测量结果的准确性避免阳光直射阳光会使气温计读数偏高，不代表真实气温避免热源远离暖气、空调、电器等热源，以免影响读数通风良好选择空气流通但无强风的位置，确保测量的是环境温度标准高度气象观测中，温度计通常放置在距地面

1.5米左右的高度百叶箱专业气象观测使用百叶箱安放温度计，既通风又能避免阳光直射放置阶段准备阶段将气温计放置在需要测量的环境中，避免人体接触感温部分，等待温度稳定（通常2-5分钟）使用前检查气温计是否完好，液柱是否连续对于电子温度计，检查电池电量是否充足气温计的刻度如何标定？基准点的选择气温计刻度的标定是一个精密的过程，需要选取稳定、可重复的物理现象作为基准点冰点（0℃）纯水在标准大气压（

101.325kPa）下开始结冰的温度在实验室中，通常将温度计放入冰水混合物中，当冰与水达到热平衡时的温度沸点（100℃）纯水在标准大气压下沸腾的温度需要注意的是，水的沸点会随着大气压的变化而变化，在高海拔地区水的沸点会低于100℃这两个基准点被选为摄氏温标的关键点，因为它们是自然界中容易重现的稳定状态，适合作为标定参考刻度的划分确定了基准点后，刻度的划分遵循以下原则实验演示制作简易气温计实验原理简易气温计的制作原理基于液体热胀冷缩的特性当环境温度升高时，瓶中的彩色液体受热膨胀，液面在吸管中上升；当环境温度降低时，液体收缩，液面下降通过观察液面在吸管中的位置变化，我们可以判断温度的相对变化所需材料•透明塑料瓶（如矿泉水瓶）一个•透明塑料吸管一根•食用色素（红色或蓝色）适量•水和酒精的混合液（比例约7:3）•粘土或橡皮泥•厚纸板一张•记号笔•尺子安全注意事项虽然这是一个简单的实验，但仍需注意以下安全事项•使用酒精时应在通风良好的环境中操作，避免吸入过多酒精蒸气•酒精易燃，实验过程中远离火源•食用色素可能染色衣物，操作时注意防护•实验结束后妥善清洁双手•年龄较小的学生应在成人监督下进行实验准备容器配制彩色液体实验步骤详解第一步准备材料和工具在开始实验前，确保所有材料和工具齐全透明塑料瓶、透明吸管、食用色素、水、酒精（可选）、粘土或橡皮泥、厚纸板、记号笔、尺子、温水和冰水（用于校准）、标准温度计（用于对比）第二步钻孔和准备瓶盖在瓶盖中央小心钻一个孔，孔径应略小于吸管的直径，确保吸管插入后足够紧密如果没有适当工具，可以使用加热后的钉子或螺丝刀尖端穿透瓶盖操作时注意安全，最好戴上防护手套第三步准备彩色液体在容器中混合水和少量酒精（约7:3比例），加入几滴食用色素，搅拌均匀使液体呈现鲜艳颜色酒精的添加是可选的，它能降低液体冰点并减少液体在管壁的附着，但纯水也可以用于演示基本原理第四步组装温度计将彩色液体倒入塑料瓶中，液体量应占瓶身的2/3左右将吸管穿过瓶盖上的孔，安装瓶盖，确保吸管的下端浸入液体中约1-2厘米，但不触及瓶底用粘土或橡皮泥密封瓶盖和吸管的连接处，防止空气泄漏第五步初步测试用手握住瓶身加热，观察液体是否在吸管中上升如果上升，说明装置工作正常；如果没有明显变化，检查密封是否良好，或调整液体量注意液面初始高度应在吸管的下部，留出足够的上升空间第六步制作简易刻度将厚纸板剪裁成合适大小，固定在吸管旁边将自制温度计放入冰水中，等待液面稳定后，在对应位置标记0℃（或使用标准温度计测量的实际温度）然后放入室温水和温水中，分别标记对应温度连接这些点，绘制出简易刻度第七步观察和记录将制作好的简易温度计放在不同环境中（室内、室外、冰箱旁等），观察液面高度的变化，并与标准温度计的读数进行对比，记录两者的差异实验结果分析实验现象观察在实验过程中，我们可以观察到以下现象温暖环境中当将简易气温计放入温暖环境（如用手握住瓶身或放在暖气旁），瓶中的彩色液体会上升到吸管中的较高位置冷却环境中当将简易气温计放入冷却环境（如靠近冰块或放在冰箱旁），吸管中的液面会明显下降回到室温从极端温度环境回到室温后，液面会逐渐恢复到接近初始位置这些现象直观地展示了液体热胀冷缩的特性，是气温计工作原理的生动体现数据记录与分析可以通过记录不同环境温度下液面高度的变化，绘制简易温度计的校准曲线环境标准温度计读数简易温度计液面高度冰水约0℃X1厘米室温约20-25℃X2厘米温水约40-45℃X3厘米分析这些数据可以得出液面高度与温度之间的关系，验证它们是否呈现近似线性关系热胀冷缩原理验证简易气温计的局限性改进方向实验清晰地验证了液体热胀冷缩的物理原理当温度升高时，瓶中液体分子运动加与专业气温计相比，我们的简易装置存在一些局限性刻度不够精确、反应速度较可以尝试改进简易气温计使用更细的吸管提高灵敏度、改进密封方式提高气密性、剧，体积增大，液体被挤入吸管中，导致液面上升；反之，温度降低时，液体分子慢、受大气压影响较大、密封性可能不佳导致长期使用效果下降这些局限性正是气尝试不同比例的液体混合物观察效果差异、设计更精确的刻度标记方法这些改进有运动减慢，体积减小，液面下降温计技术发展过程中需要克服的挑战助于加深对气温计原理的理解第四章气温计在生活中的应用天气预报与气象监测医疗健康监测工业生产控制气温计是气象观测站的核心设备之一，用于精确记录气温变化体温计是医疗诊断的基本工具，广泛应用于健康监测温度是工业生产中的关键参数，精确的温度控制对产品质量至关重要气象预报通过全球气象站网络持续监测气温数据，为天气预报模型提疾病诊断体温异常是多种疾病的重要指征，特别是感染性疾病食品加工确保加热、冷却、灭菌等过程达到规定温度，保障食品安供关键输入全治疗效果评估通过监测体温变化评估药物治疗效果气候研究长期气温记录是研究气候变化和全球变暖的重要依据钢铁冶炼控制熔炉温度，确保金属材料达到所需性能手术监护术中和术后密切监测患者体温，防止低温或高热极端天气预警及时发现异常气温变化，提前预警高温、寒潮等极端天化学反应精确控制反应温度，影响反应速率和产物选择性婴幼儿护理婴幼儿体温调节机能不完善，需要更频繁的体温监测气电子制造芯片制造过程中的温度控制精度要求可达±

0.1℃农业气象服务为农业生产提供气温信息，指导农时安排和防灾减灾公共卫生筛查在疫情期间，体温检测成为公共场所的常规筛查手段能源系统发电厂、核电站等需要严格监控运行温度，确保安全工业温度计种类繁多，从简单的双金属片温度计到复杂的热电偶系统，现代气象站使用高精度自动气温计，24小时不间断记录数据，并通过网从传统水银体温计到现代红外线额温枪，体温测量技术不断进步，为医满足不同工艺的需求络实时传输到气象中心进行分析处理疗健康保障提供了有力支持除了上述主要应用外，气温计还广泛应用于建筑环境控制、冷链物流、实验室研究、家庭生活等诸多领域温度这一看似简单的物理量，通过气温计的测量，为人类社会的各个方面提供了重要的数据支持和决策依据体温计的特别之处体温计的特殊设计体温计是气温计的一种特殊类型，专门设计用于测量人体温度它具有以下特殊设计测量范围窄而精确通常集中在35℃-42℃范围内，刻度更加精细，通常精确到

0.1℃特殊的结构设计传统水银体温计在储液球上方设有一个狭窄处，使得温度下降时液柱不会立即回落，便于读数坚固耐用考虑到频繁使用和消毒需求，体温计通常采用更坚固的材料制作反应速度现代电子体温计优化了传感器设计，缩短测量时间，提高使用便捷性传统水银体温计与现代电子体温计对比特性传统水银体温计现代电子体温计测量时间3-5分钟10-60秒精确度±

0.1℃±

0.1-

0.2℃安全性含水银，有毒安全无毒使用寿命长（数年至数十年）受电池寿命限制功能性单一功能多功能（存储、警报等）成本低中到高体温计的正确使用方法12口腔测量法腋下测量法口腔测量是最常用的体温测量方法之一腋下测量是较为安全的测量方法，特别适合儿童•将体温计探头放在舌下，靠近舌根部位•确保腋下干燥，擦去汗水•闭合嘴唇，但不要用牙齿咬住体温计•将体温计探头放在腋窝中央，紧贴皮肤•保持此状态3-5分钟（水银体温计）或直到电子体温计发出提示音•将手臂紧贴身体，保持此状态5-10分钟（水银体温计）或直到电子体温计发出提示音•取出体温计读取温度，通常比正常体温低

0.3-

0.6℃•腋下温度通常比口腔温度低

0.5℃左右注意事项测量前30分钟内避免饮食、吸烟或饮用热饮/冷饮，以免影响读数准确性注意事项测量过程中保持体温计位置稳定，避免移动导致读数不准34耳温测量法额温测量法耳温枪利用红外线技术测量鼓膜温度，操作简便快速额温测量是非接触或轻接触式测量，方便快捷•轻轻拉直耳道（成人向上后方拉，儿童向下后方拉）•确保额头干净，没有汗水、化妆品或头发遮挡•将耳温枪探头轻轻插入耳道，确保密封良好•将额温枪保持在建议距离（通常3-5厘米）对准额头中央•按下测量按钮，通常1-2秒即可完成测量•按下测量按钮，等待读数显示•耳温通常接近核心体温，比口腔温度高

0.5℃左右•额温通常比核心体温低，需根据仪器说明进行解读注意事项耳垢过多会影响测量准确性；从寒冷环境进入室内后，应等待15分钟再测量耳温注意事项环境温度对额温测量影响较大，应在温度稳定的室内进行测量；不同品牌额温枪可能有不同的操作要求体温计的消毒与维护正确的消毒和维护可以延长体温计的使用寿命并确保测量准确性消毒方法使用75%医用酒精擦拭体温计探头，避免浸泡整个体温计；一些电子体温计可使用一次性探头套储存要求将体温计存放在干燥、清洁的专用盒中，避免阳光直射和极端温度环境定期检查检查电子体温计电池电量；观察水银体温计是否有液柱断裂现象校准验证可定期与医院标准体温计对比，确认读数准确性气温计的维护与安全气温计的正确维护适当的维护可以延长气温计的使用寿命并确保测量准确性定期清洁使用柔软的干布擦拭气温计外表，避免使用含有腐蚀性的清洁剂电子温度计的探头部分可用医用酒精轻轻擦拭避免冲击轻拿轻放，避免摔落或强烈震动，特别是玻璃液体温度计适当储存存放在干燥、避光、室温环境中，避免长期曝露在极端温度下定期校准工业用和科研用温度计应按规定周期进行校准，确保准确性检查完整性使用前检查液体温度计的液柱是否连续，有无断裂或气泡水银温度计的安全隐患水银具有毒性，破损的水银温度计需要特别处理水银的危害水银蒸气可通过呼吸道进入人体，对神经系统和肾脏造成损害，儿童和孕妇尤其敏感泄漏处理如温度计破损，应立即打开窗户通风，使用纸板收集水银小球，避免用吸尘器清理收集的水银应密封在容器中，交给有资质的机构处理全球趋势由于水银的环境风险，许多国家已禁止或限制水银温度计的使用，中国也在逐步减少水银温度计的生产和使用液体温度计的特殊注意事项电子温度计的维护安全使用建议酒精温度计虽然比水银温度计更安全，但也有其特殊的维护要求电子温度计虽然安全性高，但也有特定的维护需求无论使用何种类型的温度计，以下安全建议都适用•酒精易挥发，长期不使用的酒精温度计可能出现液柱断裂•定期更换电池，电量不足可能导致读数不准确•按照说明书操作，不要尝试自行拆解或修理•如发现液柱断裂，可尝试轻轻甩动或加热储液球使液体重新连接•避免接触水或高湿度环境，除非是专门的防水型号•将温度计放在儿童接触不到的地方，防止误吞或损坏•避免长时间暴露在高温环境，以防酒精沸腾导致温度计损坏•避免在强电磁环境中使用，可能干扰电子元件•不使用时，将温度计存放在专用保护盒中•定期检查密封性，防止酒精挥发导致测量不准•定期清洁探头，确保测温接触面清洁•废弃温度计时，按照当地有害废物处理规定处置第五章气温计的科学原理深入热胀冷缩的分子运动解释热胀冷缩现象在分子水平上可以通过以下理论解释分子动理论物质由不断运动的分子组成，温度是分子平均动能的宏观表现势能与分子间距分子间存在平衡距离，分子间距离偏离平衡位置时会产生斥力或引力非对称势能曲线分子间势能曲线通常是非对称的，斥力增长比引力更陡峭当温度升高，分子振动幅度增大，平均占据空间增加，导致物质膨胀量子效应在极低温度下，量子效应开始显现，物质的热膨胀行为可能发生变化气温计的误差来源读数误差环境影响仪器误差人为因素导致的测量误差是最常见的误差来源之一环境因素可能导致测量偏差，即使温度计本身没有问题温度计本身的设计和制造也可能引入误差视差误差读数时视线与液柱顶端不在同一水平面，导致读数偏高或热辐射影响阳光直射、暖气或冷气源的存在会影响测量结果刻度不准制造过程中刻度标定不准确，导致系统性偏差偏低空气流动强风或气流可能导致温度计快速散热，影响读数非线性响应测温介质在整个测量范围内膨胀系数不恒定提前读数未等待温度计与环境充分达到热平衡就进行读数湿度影响高湿度环境可能影响蒸发冷却效应，特别是对湿球温度计玻璃膨胀传统液体温度计中，玻璃管也会随温度变化而膨胀，影响刻度识别错误刻度线模糊或照明不足导致读错刻度值的影响更大读数液柱断裂液体温度计的液柱出现断裂，导致读数不准确环境温度变化快在温度快速变化的环境中，温度计的反应可能跟不电子元件漂移电子温度计的传感器和电路可能随时间出现性能漂上变化速度移解决方法保持视线水平，确保足够的测量时间，在光线充足条件下读数，使用前检查液柱连续性解决方法选择合适的测量位置，避开热源和强气流，使用百叶箱等传感器老化长期使用后，温度传感元件的特性可能发生变化标准设备屏蔽环境干扰解决方法定期校准，选用高质量温度计，了解仪器在不同温度范围的响应特性校准和减少误差的方法专业校准方法日常减少误差的技巧精确的温度测量需要定期校准温度计非专业人士也可采取以下措施减少测量误差固定点校准法利用物质的相变点（如冰点、沸点）作为校准参考点•多次测量取平均值，减少随机误差比对校准法与已校准的高精度标准温度计在同一环境下比对读数•在稳定环境中进行测量，避免快速温度变化多点校准在不同温度点进行校准，绘制校准曲线，修正非线性误差•注意温度计与被测物体充分接触，确保热传导良好追溯性校准确保校准过程最终可追溯到国家或国际标准•掌握正确的读数方法，消除视差误差•使用前检查温度计状况，特别是液体温度计的液柱连续性•了解所用温度计的精度范围和适用条件气温计的现代创新数字温度计的技术进步数字温度计采用电子传感器测量温度，相比传统液体温度计有诸多创新热敏电阻技术利用半导体材料电阻随温度变化的特性，具有响应快、体积小的优点热电偶技术基于塞贝克效应，两种不同金属连接处产生与温差成比例的电动势，适合高温测量数字显示与处理数字处理技术提高了读数准确性，消除了视差误差数据存储与分析能够记录温度变化曲线，便于长期监测和趋势分析无线传输功能现代智能温度计可通过Wi-Fi、蓝牙等技术实时传输数据，实现远程监控红外线温度计的原理与应用红外线温度计是非接触式测温的革命性技术气温计与气象学气象站中的温度测量在气象站中，温度是最基本也是最重要的观测要素之一，其测量需要遵循严格的标准标准设备气象站使用经过校准的专业温度计，通常包括干球温度计和湿球温度计百叶箱温度计放置在专门设计的百叶箱内，这种白色的格栅状箱体能让空气自由流通，同时防止阳光直射和雨雪侵入标准高度温度传感器通常安装在距地面

1.5-2米的高度，避免地表辐射的直接影响观测时间传统上每天定时观测（如每3小时或每6小时），现代自动气象站则可实现连续观测数据处理记录日最高温度、最低温度和平均温度，计算日温差和温度变化趋势气温计的全球影响监测全球气候变化气温计记录的长期温度数据是研究气候变化的基础历史温度记录全球部分地区的气温记录可追溯到18世纪，提供了宝贵的气候变化证据温度重建技术通过树轮、冰芯、珊瑚等代用资料，科学家可以重建过去数百年甚至数千年的温度变化全球温度趋势气温计网络记录表明，全球平均气温在过去一个世纪呈明显上升趋势，特别是近几十年升温加速气候模型验证实测温度数据用于验证气候模型，提高对未来气候变化的预测能力温度数据与环境决策气温数据为环境保护和气候变化应对提供科学依据《巴黎协定》全球温度数据是制定将全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2°C目标的基础互动环节猜猜气温活动目的这个互动环节旨在培养学生对环境温度的感知能力，提高他们对气温计的使用兴趣，并加深对温度概念的理解通过猜测和验证的过程，学生可以建立感性认识与科学测量之间的联系活动准备•几个不同类型的气温计（水银温度计、酒精温度计、电子温度计等）•准备几个温度环境不同的地点或物品（如教室内部、室外阴凉处、阳光直射处、冰水杯、热水杯等）•记录表格，用于学生记录猜测值和实测值•小奖品，用于奖励猜测最接近的学生小故事分享气温计改变生活的案例探险家的生命线19世纪末，挪威极地探险家弗里乔夫•南森（Fridtjof Nansen）在他著名的北极探险中，将温度计视为必不可少的装备在极寒环境中，准确了解气温对于生存至关重要•当温度降至-40℃以下时，南森知道必须立即寻找或搭建庇护所，否则可能导致严重冻伤或死亡•温度计帮助他判断冰层的稳定性——某些温度下的冰层可能看似坚固但实际已开始软化•通过记录每日温度变化，南森能够预测短期天气趋势，为旅行计划做出调整在他的日记中，南森详细记录了北极地区的温度数据，这些数据后来成为研究北极气候的珍贵资料温度计不仅是他的生存工具，也是他对科学的贡献医生与体温计的故事1868年，德国医生卡尔•温德利希（Carl Wunderlich）完成了一项开创性研究，他系统记录了25000名患者的体温数据，首次确立了37℃作为正常人体温度的标准，并发现体温的昼夜变化规律这项研究彻底改变了医学实践•体温计从一个科学仪器变成了医生必备的诊断工具•发热被确认为疾病的客观指标，而非主观感受•医生开始根据体温曲线判断疾病类型和进展有一个著名的案例19世纪末，一位年轻医生在伦敦医院使用体温计发现，一位被诊断为神经衰弱的患者实际上患有伤寒这一发现不仅挽救了患者生命，也防止了可能的伤寒爆发农业气象站的故事温度监测拯救珊瑚礁疫情防控中的体温监测20世纪50年代，中国北方一个小村庄建立了第一个农业气象观测站当地农民起初对这个测天气的亭在澳大利亚大堡礁，一个由数百个温度监测浮标组成的网络24小时不间断监测海水温度2016年，这个2020年新冠疫情爆发初期，一个普通的红外线额温枪在武汉火车站发挥了关键作用一位值班医护人员子（百叶箱）感到好奇但不理解其价值系统检测到异常的海水升温，提前预警了可能发生的珊瑚白化事件发现一名准备登车的旅客体温达到

38.5℃，及时进行了隔离和检测，最终确诊为新冠肺炎课堂小测验测验目的本测验旨在检验学生对气温计基本知识的掌握情况，巩固所学内容，同时发现学习中的薄弱环节，为后续教学提供参考基础知识题理解应用题分析思考题

1231.气温计的主要组成部分有哪些？请至少列举三

1.为什么气象站测量气温时要将温度计放在百叶

1.如果你要设计一个更精确的气温计，你会考虑个部分并说明其作用箱中？不直接暴露在空气中有什么好处？哪些因素？请从材料选择、结构设计和误差控制等方面思考

2.为什么液体会随着温度变化而升降？请从分子

2.如果一个水银温度计不小心摔碎了，应该如何运动的角度解释正确处理？为什么不能用吸尘器清理？

2.气候变化研究中，科学家如何确保不同年代、不同地点的温度记录具有可比性？测量标准的

3.常见的气温计测温液体有哪些？它们各有什么

3.同一个房间内，为什么靠近天花板的温度通常统一为什么重要？特点？比靠近地面的温度高？这与热空气的性质有什么关系？

3.未来的温度测量技术可能会有哪些创新？请结

4.摄氏度、华氏度和开尔文三种温标有什么区合当前科技发展趋势，提出你的预测和想法别？它们之间如何换算？

4.电子体温计比传统水银体温计测量速度快的原因是什么？它们的工作原理有何不同？

4.体温异常（过高或过低）对人体有哪些影响？

5.读取气温计温度值时应注意哪些事项？至少说为什么人体需要将温度维持在狭窄的范围内？明三点

5.如何解释水在0-4℃范围内的反常膨胀现象？这一特性对自然界有什么重要影响？

5.如果没有温度计，我们的生活会有哪些不同？请从科学研究、医疗健康、工业生产等方面思考温度测量的重要性答题要求请在规定时间内完成上述问题基础知识题每题5分，理解应用题每题8分，分析思考题每题10分，满分100分答题时注重概念准确性，适当结合课堂所学内容和生活实例，言之有理即可得分完成后请交换试卷，进行互评和讨论，以加深理解复习总结气温计的基本概念气温计是测量温度的仪器，让我们能够精确地量化物体的冷热程度温度作为物质分子运动剧烈程度的宏观表现，通过气温计得以客观测量，摆脱了人体感觉的主观性和局限性结构与组成工作原理传统液体气温计主要由玻璃管、测温液体和刻度尺三部分组成玻璃管上端密封，下端连接储液球；测气温计的工作原理基于物质热胀冷缩的特性从分子运动角度看，温度升高时分子运动加剧，分子间平温液体常用水银或酒精；刻度尺刻在玻璃管上或附着在管旁，用于指示温度值现代电子温度计则采用均距离增大，物质体积膨胀；温度降低时分子运动减慢，物质体积收缩液体气温计通过液柱高度变化温度传感器、信号处理电路和数字显示屏等组成显示温度，电子温度计则利用材料电阻或电动势随温度变化的特性常见类型主要应用气温计种类丰富多样水银温度计精度高但有毒；酒精温度计安全环保，适合低温测量；电子温度计反气温计在生活中应用广泛气象观测记录气温变化；医疗健康监测体温异常；工业生产控制反应温度；应快速，可数字显示；红外线温度计实现非接触测温；特殊领域还有热电偶、热敏电阻、双金属片温度食品加工确保安全温度；科学研究测量实验参数；家庭生活中的温度调节等温度测量已融入人类社会计等不同类型适用于不同场景，各有优缺点的方方面面，成为不可或缺的基础工具实验观察总结在制作简易气温计的实验中，我们观察到了液体热胀冷缩的现象当环境温度升高时，瓶中彩色液体体积膨胀，液面在吸管中上升；当环境温度降低时，液体收缩，液面下降这一现象直观地展示了气温计的工作原理，帮助我们理解温度与物质体积变化的关系此外，我们还探讨了影响温度测量准确性的因素，如环境干扰、读数方法、仪器误差等这些知识帮助我们正确使用气温计，获取可靠的温度数据通过本课程的学习，我们不仅掌握了气温计的基本知识，更重要的是认识到了温度测量在科学研究和日常生活中的重要性，以及背后的物理原理希望同学们能将所学知识应用到实践中，培养科学观察和思考的能力拓展阅读推荐视频资源书籍资源教学视频《测不准的世界温度、长度与时间的度量史》Build YourOwn Thermometer由MrsRobertsScience制作的详细教学视频，展示了多种自制温度计的方法，包括使用不同材料和技术的创新设计视频这本科普书探讨了人类如何发展出测量基本物理量的方法，特别详细地介绍了温度测量的历史和科学原理作者通过生不仅演示了制作过程，还解释了背后的科学原理，适合希望动手实践的学生动的历史故事和案例，展现了精确测量对科学进步的重要性推荐理由视频讲解清晰，步骤详细，特别适合课后实践活动参考推荐理由将温度测量放在更广泛的测量学历史中考察，视角独特，内容丰富温度计的前世今生纪录片《图解物理热学》这部科普纪录片追溯了温度计从伽利略时代到现代的发展历程，介绍了各个历史时期的重要发明和科学家贡献片中还这本图文并茂的科普书籍用简明的语言和精美的插图解释了热学的基本概念和原理书中专门有一章介绍温度和温度测探讨了温度测量如何改变科学研究方法和人类认识世界的方式量，从分子运动理论到各种温度计的工作原理都有详细解释推荐理由通过历史视角加深对温度测量发展的理解，增强学习兴趣推荐理由图解形式易于理解，适合初学者加深对热学原理的认识气象站背后的故事系列视频《气候变化的科学基础》中国气象局制作的科普系列，详细介绍了现代气象观测站的设备和工作原理，包括温度、湿度、气压、风向风速等多种这本由气候科学家编写的书籍详细介绍了气候变化研究中的温度监测方法、数据分析技术和气候模型书中解释了如何气象要素的测量方法视频带领观众走进气象站，了解天气预报数据的来源从历史温度记录中识别气候变化信号，以及温度数据在气候研究中的重要作用推荐理由将课堂知识与实际应用相结合，拓展对气象工作的认识推荐理由将温度测量与当代最重要的环境科学问题相结合，具有现实意义线上学习资源除了上述视频和书籍，以下线上资源也可帮助拓展学习中国气象局科普网站提供气象观测、天气预报和气候变化的科普知识，包含丰富的图片和动画资源科学实验在线平台提供各种与温度相关的虚拟实验，学生可以在线操作不同类型的温度计，观察温度变化的影响物理学互动教程提供热学和分子运动理论的互动式学习内容，帮助理解温度的物理本质科学数据可视化平台展示全球和区域温度变化的实时和历史数据，以图表和地图形式呈现，直观了解温度变化趋势通过这些拓展资源，学生可以根据自己的兴趣和需求，进一步深入了解气温计的工作原理、历史发展和现代应用，培养科学素养和探索精神课后动手任务任务一自制简易气温计并记录一周温度变化这个任务旨在帮助学生巩固课堂所学知识，通过动手实践加深对气温计原理的理解，同时培养观察记录和数据分析能力材料准备•透明塑料瓶一个（如矿泉水瓶）•透明塑料吸管一根•食用色素（红色或蓝色）•水和少量酒精（或仅用水）•粘土或橡皮泥•白纸和记号笔（用于制作刻度）•记录本或表格（用于记录数据）任务步骤

1.按照课堂演示的方法，制作一个简易气温计

2.使用标准温度计帮助校准你的简易气温计，在不同温度点标记刻度

3.选择家中的固定位置放置你的气温计，避免阳光直射和热源干扰

4.连续七天，每天在固定时间点（如早8点、中午12点、晚8点）记录温度数据

5.同时记录天气状况（晴、阴、雨等）和你的主观温度感受

6.在记录本中绘制温度变化曲线图，分析一周内的温度变化规律

7.比较你的简易气温计与家中其他温度计（如有）的读数差异，思考原因任务二观察并写下温度变化对生活的影响这个任务引导学生关注温度与日常生活的密切联系，培养观察力和思考能力，增强环境意识观察要点•一周内温度变化如何影响你的穿着选择•不同温度下家人的活动习惯有何不同•观察植物对温度变化的反应（如有条件）•记录家中用电器（如空调、电风扇）的使用情况与温度的关系•观察食物在不同温度环境中保存状况的差异•关注新闻中与温度相关的报道（如高温预警、农作物生长等）成果展示形式学生可以选择以下一种或多种形式呈现观察成果•科学日记记录每日观察发现和思考•数据图表用图表方式展示数据和规律•小报告总结一周观察结果和结论常见问题答疑关于水银温度计的问题为什么水银温度计被逐渐淘汰？水银温度计破损后应如何处理？水银温度计被逐渐淘汰的主要原因是水银的毒性和环境风险水银温度计破损后需谨慎处理，避免水银蒸气扩散•水银是一种有毒重金属，温度计破损后释放的水银蒸气可被吸入，对神经系统和肾脏造成损害•立即打开窗户通风，让人员（特别是儿童和孕妇）离开现场•水银在环境中难以降解，可在食物链中富集，长期危害生态系统•不要用吸尘器清理水银，这会使水银雾化，增加吸入风险•全球《水俣公约》要求逐步减少含汞产品的生产和使用，中国也已加入该公约•戴上一次性橡胶手套，用纸板或注射器收集可见的水银珠•2017年，欧盟禁止销售水银温度计；2026年，中国将全面禁止含汞温度计的生产•使用胶带吸取小水银珠，或撒上硫磺粉与水银结合•现代替代品如酒精温度计和电子温度计已能满足大多数应用场景的需求，性能可靠且更加安全•将收集的水银和所有清理材料密封在塑料袋中，交给有资质的危险废物处理机构•若水银量较大或难以完全清理，应联系当地环保部门寻求专业帮助关于电子温度计的问题电子温度计的优点是什么？电子温度计的缺点有哪些？电子温度计相比传统液体温度计具有多方面优势电子温度计也存在一些局限性使用安全不含水银等有毒物质，破损时不会造成环境污染依赖电源需要电池供电，电量不足时可能影响准确性或无法使用测量速度快反应时间通常为10-60秒，远快于传统温度计的3-5分钟校准需求长期使用后可能出现传感器漂移，需定期校准读数便捷数字显示直观清晰，无需判读液柱高度，避免视差误差环境限制某些类型在极端温度或湿度环境下可能影响精度功能丰富可存储历史数据、设置报警值、切换摄氏/华氏度等耐用性电子元件对撞击、水浸等物理损伤更敏感形式多样有接触式、非接触式（如红外线额温枪）等多种类型初始成本相比简单的液体温度计，初购价格通常更高可连接性部分高端产品可通过蓝牙等技术与手机连接，实现数据记录和分析电子垃圾报废后需妥善处理，含有电池等可能对环境有害的组件其他常见问题为什么感觉温度与实际测量温度有差异？为什么同一环境下不同温度计读数可能不同？人体感知的体感温度受多种因素影响，不仅仅是气温不同温度计在同一环境中读数不一致可能有以下原因湿度影响高湿度环境中汗液蒸发减慢，感觉更热；低湿度环境汗液蒸发快，感觉较凉爽精度差异不同品质和等级的温度计精度要求不同，家用温度计允许误差通常为±

0.1-

0.5℃风速因素风使体表热量散失加快，产生风寒效应，使人感觉比实际温度更冷校准状态温度计是否经过正确校准，以及上次校准后的时间长短辐射热阳光直射或接近热源时，即使气温不高也会感觉炎热反应时间不同类型温度计达到热平衡的时间不同，读数时机的差异导致读数不同个体差异年龄、体重、代谢率、健康状况等因素导致不同人对同一温度的感知不同微环境差异即使在同一房间，不同位置的温度也可能有细微差别，特别是靠近窗户、墙壁或电器处适应性人体会逐渐适应所处环境温度，形成心理和生理上的调适暴露条件温度计是否受到气流、辐射热源或人体热量的影响气象部门通常会同时发布气温和体感温度，后者更接近人体的实际感受通常，这些差异在正常范围内（如±

0.5℃）是可接受的，不会影响日常使用教师寄语科学从观察开始温度计是认识世界的好帮手亲爱的同学们温度计是我们认识世界的好帮手，它帮助我们理解自然现象，指导日常生活，保障健康安全从农业生产到工业制造，从医疗保健到环境保护，温本次课程我们一起探索了气温计这个看似简单却蕴含丰富科学原理的测量度测量无处不在通过学习气温计的知识，你们不仅掌握了一项实用技工具在科学探索的道路上，观察是第一步，也是最重要的一步正如伽能，也打开了理解更多科学原理的大门利略通过观察摆动的吊灯发现了单摆定律，法拉第通过观察磁场与电流的关系发现了电磁感应，你们也可以通过仔细观察身边的现象，发现科学的希望通过这次学习，你们能够体会到科学并不遥远，它就存在于我们的日奥秘常生活中一个简单的气温计背后，是分子运动论、热力学、材料科学等多学科知识的融合科学的魅力正在于此——用简单的工具解释复杂的现气温计让我们能够客观地测量温度，摆脱了主观感觉的局限这正是科学象，用可理解的模型描述看不见的世界精神的体现——寻求客观、精确和可验证的知识当你使用气温计测量温度时，你不仅仅是在读取一个数字，更是在参与一项有着几百年历史的科学活动，与伽利略、法伦海特等科学先驱建立了一种跨越时空的联系保持好奇心培养实践能力科学探索始于好奇，成于坚持希望你们能保持对自然现象的好奇心，科学不仅是知识，更是方法和能力希望你们通过制作简易气温计、记不断提出为什么的问题当你看到水蒸气在冷表面凝结，思考这与温录温度变化等实践活动，培养动手能力和实证精神学会设计实验、收度有什么关系；当你感受到不同材料在同一环境下冷热不同，想想这背集数据、分析结果，这些能力将对你们未来的学习和生活大有裨益记后的导热原理好奇心是最好的老师，它会引导你们发现更多科学的奥住，理论来源于实践，又指导实践，两者相辅相成秘关注环境变化在全球气候变化日益受到关注的今天，温度监测有着特殊的意义希望你们能关注身边的环境变化，理解人类活动对气温的影响，培养环保意识和责任感也许未来某一天，正是你们中的某位，会为解决气候变化问题贡献重要力量科学知识赋予我们理解世界的能力，也赋予我们改变世界的责任最后，希望大家爱上科学，热爱探索自然奥秘的过程科学不仅教会我们知识，更教会我们思考的方式和解决问题的能力愿你们带着好奇心和探索精神，在科学的道路上走得更远记住，每一个伟大的科学发现都始于对简单现象的仔细观察，就像我们这次对气温计的学习一样——你们的科学老师结束语气温计让我们看见看不见的温度温度是一种我们无法直接用眼睛看见的物理量，却是影响我们生活的重要因素通过气温计这一神奇的工具，人类得以将这个无形的物理量转化为可见的数据，使我们能够精确地测量、记录和研究温度变化正如显微镜让我们看见微小世界，望远镜让我们观察遥远宇宙，气温计则让我们看见了温度这个无形的物理量从伽利略最初的温度计雏形，到现代的智能测温系统，气温计的发展历程见证了人类科学技术的进步每一次改进都让我们对温度的测量更加精确，对热现象的理解更加深入今天，温度测量已经融入我们生活的方方面面，从厨房烹饪到医疗诊断，从工业生产到环境监测，无处不在科学的眼睛发现生活中的奇妙变化气温计不仅是一种测量工具，更是一双科学的眼睛，帮助我们发现生活中的奇妙变化通过观察温度的变化，我们可以预测天气，判断健康状况，控制化学反应，保护生态环境这些看似平凡的应用，却深刻地改变了我们的生活方式和认识世界的方法科学探索永无止境温度与人类的未来科学素养的培养气温计的故事告诉我们，科学探索是一个不断发展的过程今在全球气候变化的背景下，温度监测具有重要的现实意义全学习气温计的知识，不仅是了解一种测量工具，更是培养科学天我们使用的测温技术，可能在未来会被更先进的方法所替球温度监测网络不断记录着地球的体温变化，为人类应对气素养的过程观察现象、提出问题、设计实验、收集数据、分代纳米温度计可以测量单个细胞内的温度变化，量子传感器候挑战提供数据支持理解温度变化规律，合理利用能源，控析结论，这一系列科学探究的步骤，帮助我们形成科学的思维能够达到前所未有的精度，这些新技术正在开辟温度测量的新制温室气体排放，是我们共同的责任气温计这个简单的工方式希望这种思维方式能够伴随大家终身，成为解决问题的领域科学的大门永远向好奇心和创新精神敞开具，连接着我们的过去、现在和未来有力工具当我们结束这节气温计的课程时，希望你们能够带着新的视角看待这个熟悉而陌生的世界温度只是物理世界的一个维度，还有无数奇妙的现象等待我们去发现和理解愿你们保持好奇心，带着科学的眼睛，发现生活中的奇妙变化！记住，科学探索不仅是知识的积累，更是思维方式的培养气温计让我们看见了看不见的温度，而科学精神则让我们能够理性、客观地认识这个复杂多彩的世界期待你们在未来的科学探索之旅中，发现更多精彩！。