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冷热知多少

2021-01-21孙毅

科学大众·小诺贝尔 2021年2期
关键词:大格体温计温度计

教师简介

孙毅

江苏省南京市天正小学科学教师,江苏省优秀科技辅导员,所撰写的文章多次荣获省、市、区一等奖。

2020年冬天,同学们觉得冷吗?实际上,全球变暖的脚步一点儿也没有停止过。

2019年12月,美国国家航空航天局和欧洲航天局根据卫星数据得出结论:1992—2018年,世界第一大岛格陵兰岛的冰川因为全球变暖而融化的冰量高达3.8万亿吨。而中国气象局国家气候中心向社会发布的《中国气候变化蓝皮书2020》中提及,2019年,全球气候系统变暖加速、物候期提前、海平面上升......多项历史纪录被刷新,气候极端性增强。1951—2019年,我国年平均气温每10年升高0.24°C,升温速度明显高于同期全球平均水平。20世纪90年代中期以来,我国极端高温事件明显增多,仅2019年,就有64站日最高气温突破历史极值。

那气温的冷热程度该如何表达呢?通过学习苏教版四年级科学下册第一单元《冷和热》之后,我们知道了正确测量温度的重要性。

生活中,我们往往通过身体的感受来判断温度,可实际上有时感受并不十分可靠。为了准确表达物体的冷热程度,物理学引入了“温度这一概念。热的物体温度高,冷的物体温度低。

1593年,意大利科学家伽利略发明了最早的气体温度计。而目前实验室和家庭里常用的温度计是根据液体热胀冷缩原理制成的。根据液泡里所装液体的种类,温度计分为酒精温度计、炼油温度计、水银温度计。物体的冷热程度可以用温度计测量,温度计上的℃表示摄氏度物理学中对摄氏度是这样规定的:个标准大气压下冰水混合物的温度是0摄氏度,沸水的温度是100摄氏度,分别用0℃和100℃表示,0℃和100C之间分为100个等份,每一等份是1℃。

物体“邂逅”了冷热

周末,达达和爸爸准备打乒乓球时,发现带来的乒乓球压在书包里变了形。这下可急坏了达达,想着和爸爸的球赛就要“黄”了时,达达突然想到课堂上学到的知识,他立马开始行动起来——他将瘪了的乒乓球放进装有热水的保温杯里,不一会儿,乒乓球就恢复了原状。

当冷和热达到足够的強度时,物体就会发生变化,这就是人们通常所说的热胀冷缩。物体接收到热量,也就是接收到能量,它们就会变得很“活跃”,想着要脱离大部队,因此原子间的距离就会增大,体积随之增大。反之,如果温度比较低,它们会释放出能量,原子间的距离会缩小,体积也就减小。这里的物体,包括了固体、液体以及气体。

看完了热胀冷缩的原理后,同学们或许会问:“人体会热胀冷缩吗?”这个可得分两个部分进行分析,一个是身高,一个是体重。其实,人也是由分子组成的,所以分子之间的距离也会随着温度变化而变化,人体自然也会热胀冷缩。但是,我们人类属于恒温动物,因此即使外面环境温差大,人体的温度变化并不大。所以,热胀冷缩对于人类来说不是太明显。

人体温度的秘密

同学们都知道我们人类是恒温动物,其实恒温就是无论周围环境有多冷或多热,人体都保持着恒定不变的体温。科学家们研究发现,世界上有不到1%的动物是恒温动物,基本上局限于哺乳动物和鸟类的范围内。

我们人类借助身体对食物的代谢作用来产生热量,以维持恒定的体温及活动能力。所以,想要为身体保温,就需要燃烧更多的“燃料”。恒温动物需要摄入的食物比其他动物多出10倍,通过吃供给身体热量。当能量过剩时,就形成了脂肪。脂肪对人体保持恒定的温度起到了很大的作用,因为脂肪所含的碳和氢比碳水化合物多,因此在氧化时可释放出较多热量。而且脂肪大部分贮存在皮下,用于调节体温,保护对温度敏感的组织,防止热能散失。

纽约爱因斯坦学院曾经有一项研究发现,保持恒温或许是人体用于对抗感染的一种策略。当人体的体温为36.7°C左右时,足以保护人体免受大部分真菌感染的侵害。哺乳动物和鸟类很少因真菌感染而患病,而养过金鱼的人会发现鱼类经常会被感染,因为鱼不是恒温动物。

其实,人体最适宜的温度是25°C左右,但是由于人的年龄、穿衣的厚度、活动情况、人体的部位等不同,人体感受舒适的温度也有差别。夏季的温度在19~24°C时,人体最为舒适,而冬天则是17~22°C。对于人体的不同部位而言,越往外,温度越低。比如,臀部的温度比手、脚的要高。

在2020年新冠肺炎疫情期间,我们在公共场所都会测量体温,这些场所基本借助的都是电子体温计。而家庭检测体温主要有3种方法:一是腋测法,把体温计放在腋下过5分钟后再读取数值,正常温度为36~37°C;二是口测法,把体温计放在口中过3分钟后再读取数值,正常温度为36.2~37.2°C;三是肛测法,时间也为3分钟,正常温度为36.5~37.7°C。

家中常用的水银体温计的度数是以35°C为起点,到42°C为止,刻度上一共有14个大格,1个大格代表0.5°C,1个大格又分为5个小格,每个小格代表0.1°C。计数时,视线落在水银体温计内液柱的上表面水平的位置,对应的数字就是相应的体温。相信同学们都会使用啦!

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