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愛迪生自然科學第 22 堂範例卷：溫度與溫標
本卷練習溫度與熱量區分、溫度計原理、攝氏與華氏溫標換算、自訂溫標比例判讀。
愛迪生自然科學第 22 堂範例卷：溫度與溫標
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 分辨溫度、熱量與人體觸覺判斷的限制。
2. 說明液體溫度計以均勻熱脹冷縮作為測量原理。
3. 熟練攝氏、華氏與自訂溫標的線性換算。
4. 運用圖表資料判斷溫標刻度與自製溫度計讀數。
圖示
本堂概念圖
觀念
觀念一：溫度與熱量
溫度表示物體冷熱程度，不能直接代表物體所含熱量多寡；觸覺會因人而異，精確判斷需使用溫度計。
溫度與溫度計 例題 1
阿翰與朋友摸同一杯熱水，有人覺得燙，有人覺得溫。老師提醒大家：單憑皮膚溫感判斷會 因人而異。若要準確判斷熱水溫度，應該怎麼做？
溫度與溫度計 例題 2
絃柏想利用氣溫計測量氣溫，下列何種操作方式所量得的氣溫較為準確？
溫度與溫度計 例題 3
以下各敘述中，共有幾項是不合理的？(甲)物體的冷熱程度稱為溫度；(乙)一般而言，使用 液體溫度計比氣體溫度計靈敏；(丙)溫度計可以測出物體含熱量的多寡；(丁)耳溫槍是利用 物質有熱脹冷縮的現象而製成的；(戊)利用水「熱脹冷縮」的特性來測量溫度，則測量的範 圍為 0～100℃；(己)伽利略利用玻璃管內氣體的熱脹冷縮的現象發明溫度計。
觀念
觀念二：溫度計原理
液體溫度計利用液體受熱膨脹、遇冷收縮且變化均勻的性質；量測氣溫時要避免日照與手溫影響。
溫度與溫度計 例題 1
水銀溫度計是利用水銀的何種性質來設計而成的？
溫度與溫度計 例題 2
酒精溫度計與正在融化的冰塊接觸時，在酒精液面畫下刻度 A，與沸水接觸時畫一刻度 B， 測得 A、B 距離為 16 cm。酒精溫度計插入某液體後，酒精液面距 A 點 4 cm，則某液體的溫 度為多少℃？
溫度與溫度計 例題 3
取規格相同的甲、乙兩個錐形瓶，在室溫 25℃下皆裝滿水，接著將裝有粗細不同之玻璃管的 兩組橡皮塞，分別塞緊錐形瓶，並調整兩玻璃管內水柱呈現等高。已知兩玻璃管管徑大小： R 甲＞R 乙，今將兩錐形瓶瓶身一同浸入 5℃的冷水中，待玻璃管內水位呈現靜止，此時水柱 高度 h 甲、h 乙的大小關係為何？
觀念
觀念三：攝氏與華氏溫標
換算攝氏與華氏不要硬背公式，用三步：
①找比例——攝氏 100 格對應華氏 180 格，所以 1℃ 對應 1.8℉。
②求變化——把溫度看成從自己冰點起算的升幅（攝氏從 0℃、華氏從 32℉ 起），用比例換算這段升幅。
③加初始——換完再加回該溫標的起點（攝氏 +0、華氏 +32）。
溫標的製定 例題 1
朱投從美國的知名期刊中看見一則有關撫育新生嬰兒的報導：「嬰兒洗澡時，最適當的水溫 大約是 104℉左右」，試問此溫度相當於幾℃？
溫標的製定 例題 2
請問華氏溫標與攝氏溫標在溫度多少時，兩者的值是相等的？
溫標的製定 例題 3
已知水的冰點為 0℃或 32℉、沸點為 100℃或 212℉，則下列換算何者錯誤？
觀念
觀念四：自訂溫標換算
自訂或刻度不準的溫標,也用和攝氏華氏一樣的三步,差別只在『比例』要先用它自己的冰點與沸點(或圖上兩個已知點)建立:先算讀數從冰點起算的變化,乘上比例,再加回起點,就能換成真實溫度。
溫標的製定 例題 1
在華氏溫標中，何者是水開始沸騰時的溫度？
溫標的製定 例題 2
在一大氣壓下，A 霸將一支粗製濫造的溫度計放在正在熔化的冰水內，溫度計的讀數為－5 ℃，放入正在沸騰的沸水中，溫度為 115℃，若他將此溫度計放進一杯咖啡中，溫度計的讀 數為 43℃，則此杯咖啡的真正溫度為多少℃？
溫度與溫度計 例題 3
W 先生是一位設計溫度計的工程師。今天他又做了一支溫度計，但他想用自己的姓氏訂定溫 標。如果他想要用自己的生日 5 月 5 日，把水的沸點訂為 55°W，讓 101℉等於 18°W，那他 該把水的凝固點訂為幾度？
觀念
觀念五：為什麼溫度計不用水——液體要均勻膨脹與水的反常膨脹
溫度計能準確讀數的關鍵,是裡面的測溫液體必須『均勻(線性)地』熱脹冷縮:溫度每升高 1 度,液柱就上升固定的高度,刻度才會等距,一個液面高度也才只對應一個溫度。
水銀、酒精都符合這個條件。
水卻不行——水在 0℃～4℃ 之間是『熱縮冷脹』(溫度升高體積反而變小),到 4℃ 體積最小、密度最大,4℃ 以上才恢復正常熱脹冷縮。
這種『反常膨脹』使水當溫度計時,跨過 4℃ 的範圍會同一液面高度對應到兩個不同溫度,讀數失準,所以水不適合測 4℃ 以下的溫度。
溫度與溫度計 例題 1
已知水銀的熔點為 －38.87℃、沸點為 356.58℃，酒精的熔點為 －114.1℃、沸點為 78.5℃。若阿桑要前往零下 40℃ 的南極探險，他應攜帶哪一種溫度計比較合適？
溫度與溫度計 例題 2
竹君利用實驗室器材自製了一支「水溫度計」(玻璃管插入裝水的容器),當他用這支水溫度計測量時,在下列哪一個溫度範圍內,測量結果將會出現嚴重錯誤？
溫度與溫度計 例題 3
台北捷運公司公告：(1) 搭乘捷運請全程佩戴口罩，勸導不聽者，最高罰新臺幣 1 萬 5000 元，並拒絕運送；(2) 發燒（≧38℃）之民眾，將拒絕運送。目前正準備進站的四位旅客如下──小築：有戴口罩，體溫 36.4℃；小如：經勸導還是不戴口罩，體溫 36.8℃；小林：有戴口罩，體溫 102℉；小季：經勸導後才戴口罩，體溫 98℉。請問無法搭乘台北捷運的旅客有哪幾位？
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