温度计的作用是什么?

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温度是物体冷热程度的度量,是一个物体内部分子的运动速度(分子平均平动动能)的平均值。 温度这一物理量相当广泛,它和自然界的一切热现象都密切相关。

温度计是测量物体温度的仪器。现代温度计按工作原理可分为热敏型、热电型、压电型和光电型等;按用途可分为温度传感器和温度计两大类。 生活中常见的温度计有气压式温度计、干湿球温度计、电子温度计、红外测温仪等。

1.气压式温度计是根据气体膨胀原理制成的。当温度变化时,气体的体积变化很大。可以用直接测量体积的方法来测量温度。由于空气的压缩性很小,测量误差比较小,适合于连续精确测温的情况。 它的原理如图甲所示。在玻璃管中封闭一定质量的可压缩气体。在温度升高时,气体分子的运动加剧,密度减小,体积变大。用针筒通过活塞压缩气体做功,就可以直接测量温度。使用温度计前要对它进行标定。

2.干、湿球温度计的原理相同,都是根据水蒸气的压强随温度的变化而变化的原理工作的。 它们的结构都是在密闭的容器中放有两片金属片,中间夹有一层浸透液的棉花。当温度改变时,由于水和酒精的热胀冷缩性质不同,两层金属片之间的电压就会发生变化,从而可以把温度变成电量输出。使用时,将湿球温度计悬挂在通风良好且远离热源的地方,使它随时都能“看见”温度变化而引起的气流变化。这样,我们就可以利用电子仪器来测量这个微小电压的大小了。

3.电子温度计是根据半导体材料具有热电性的特点制成的。大多数半导体材料的禁带宽度约为1eV左右。当温度改变时,半导体的电阻率会随之发生变化。因此可以通过测量电阻的方法来间接测量温度。目前,已有利用纳米技术制作的多功能测温芯片问世。这种芯片可植入皮肤或皮下组织,用于监测体温。

4.红外测温仪是利用物体的红外辐射特性来测量的仪器。所有温度高于绝对零度的物体都会发射红外射线。物体的红外辐射能量大小与其表面温度有密切关系。所以,只要测量物体发出的红外能量的强弱就能知道其表面的温度。 生活中常用的红外线成像测温仪主要是利用红外线摄像机对被摄对象采集图像,再通过计算机处理分析得到被摄对象的表面温度。

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