拯救温度计.doc

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壹、 摘要
本實驗主要的目的在利用拯救斷水的溫度計的過程，探討溫度計的原理，和課本的原理 對照，並且可以知道課本沒有提到的因素。
在實驗過程中，我們發現溫度計除了毀壞而無法使用外，還有看似完好的溫度計也無法 正常使用，經過我們歸納得到的因素有：
溫度計表面刻度剝落、溫度計中水銀柱或酒精柱斷節的現象。
我們針對這兩項問題，嘗試各種方法，最後得到
溫度計上所畫刻度的是使用耐酸鹼且不溶於一般溶液的顏料。
玻璃管柱做成圓的具有放大的功效。 酒精溫度計所使用的酒精不是純酒精。
部份酒精柱斷節的溫度計，加熱到將近溫度計玻璃柱的頂端（未碰到頂）時會從酒精 球泡部份爆裂。
以電子式溫度計做標準校正時，好的酒精溫度計與斷水的酒精溫度計所畫出的圖形 均是一次一元方程式，但常數項差異甚大。
斷節的酒精柱可以利用加熱法救回。
貳、研究動機
在上第五章進行實驗時，做到有關加熱及測量溫度的部份，必須用到溫度計。但是，每
每實驗做到一半時，就會發現溫度計讀數怪怪的，不是遠低於室溫，就是超過 100° C,拿給老
師看，老師就說溫度計壞了。
溫度計壞了，不是斷掉或玻璃球部份破裂嗎？一枝看起來好好的溫度計，哪裡壞了呢？ 仔細看看才發現，喔~，原來是溫度計中間有斷節的現象（如圖一）。雖然不知道為什麼酒精柱 會斷節，但是發現將這些斷節溫度計在加熱時，酒精柱還是會有上升的現象。 （理化第五章）
所以我們認為可以利用加熱或者其他的方法，讓溫度計斷節的部份連接起來，於是我們便開 始拯救溫度計的偉大工程。
（圖一）溫度計斷水
既然要拯救溫度計，就要設定工作流程（理化第零章），我們經過思考與討論之後，決定 第一件工作就是整理溫度計。先收集本校所有的溫度計，加以份類，編號及觀察溫度計的構 造（理化第四、五、六章），發現溫度計中酒精柱是很細小的，但是我們可以看到放大的酒精 柱；而且根據壓力這章節所教的內容，在加熱過程中，溫度計內部的壓力應該會上升等等現 象。因為想要多方面收集實驗的進行方向，所以設計了一份問卷，發給所有任教自然科的老 師，希望他們能夠提供研究的方向。然後向導師請示，是否可以利用午休時間開始進行拯救 溫度計的大作戰。
參、 研究目的
本實驗目的為
一、 拯救本校實驗室中受損的溫度計。
二、 觀察溫度計，印證理化課本中的原理。
三、 歸納溫度計的必要條件。
四、 利用課文所教知識，嘗試份析酒精溫度計中酒精成份
五、 校正正常溫度計與斷節溫度計的刻度。
六、 訓練使用實驗室的器材。
七、 熟用電腦程式 Word 跟 Excel。
肆、 研究設備器材
溫度計、電子爐、鐵鍋、燒杯、沙、水、尺、李必氏冷凝管、燒瓶、紙、筆
伍、 研究過程或方式
一、 溫度計份類：
（ 一） 將所有溫度計分組，分成水銀溫度計，酒精溫度計兩組
（二） 溫度計分成好的及壞的兩大類
（三） 將好的溫度計編號，紀錄溫度計的特徵。
（四） 觀察壞的溫度計的受損原因，紀錄。
、 問卷調查
一）建立問卷
1. 觀察溫度計、討論溫度計的毀壞原因。
2. 將討論的結果擬成電腦稿子，並且製作溫度計的圖片
3. 列印問卷並份送各自然科老師。
二）回收問卷
1. 在時間內訪問各個老師，回收問卷。
2. 整理問卷。
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3. 根據問卷內容調整實驗內容
拯救溫度計
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1. 刻度不明：
1、 因為溫度計本身有刻痕，所以我們選取各種顏料填入隙縫中
2、 用蠟筆填入隙縫中
3、 將上個步驟的溫度計放入熱水中，觀察塗上蠟筆的溫度計在熱水中的變化。
4、 將顏料改用碳粉末，重複步驟 2、3
5、 將顏料改用立可白加碳粉末，重複步驟 2、3
6將顏料改用油漆，重複步驟2、3
2. 、酒精柱斷節：
我們採用加熱法、離心力作用及重力作用等三個方法。使用加熱法是因為酒精受熱時 膨脹，而斷節部份也會隨溫度縮短，所以就想使用加熱法；而離心力法是因為體溫計的聯 想；重力法是因為有一支斷水溫度計在靜置過程中居然回復正常，所以加以採用。
因考慮到水銀溫度計在高溫破掉時，水銀會快速蒸發，水銀蒸氣會使人有中毒的危險 性，所以此部份實驗只針對酒精溫度計。並且考慮酒精溫度計破掉時，會造成酒精外漏， 所以配戴口罩作實驗。
1、加熱法(酒精溫度計)
(1) 用水加熱，利用電磁爐作為加熱的器具，使用鐵鍋裝水。
(2) 因為水的沸點最高只到100C，所以選取溫度範圍最高50C的酒精溫度計，置入 鐵鍋中加熱，注意使溫度計不要碰到鐵鍋底部。
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