體溫計和跑來跑去的水銀球                                  作者   劉慧珮

科學篇Part【6】
角色扮演:小強---對科學很有興趣,並且喜歡發問的小孩。
博士---住在小強隔壁的聰明的博士,喜歡研究科學事物的原因,和小強是好朋友,並且能回答小強發問的科學問題。

★小朋友,我們上次說到將熱水倒入玻璃杯中,因為熱傳導的效果太差和熱漲冷縮的關係,玻璃杯很容易就會「啵」的一聲破掉了,這可是我們知道的第一個與熱漲冷縮和熱的傳導有密切關係的科學問題喔!
在我們的生活中,還有多少東西是和熱漲冷縮有關係的呢?這真的是一件令人很好奇的事呢!或許在我們的身邊,時時刻刻都發生著熱漲冷縮的事情,只是我們都沒發現呢!
還有,小朋友知不知道有多少東西是利用熱漲冷縮的道理製造出來的呢?嗯,這真是一個很好的問題呢!想想看,到底有多少東西,一定要靠著熱漲冷縮的科學道理,才能夠被我們使用呢?
這個問題好像很不簡單喔!不過,小強就在家媯o現另一項和熱漲冷縮有密切關係的東西喔!而且啊!小朋友可能都看過呢!究竟是什麼?我們來看看小強的發現吧!
媽媽:來,小強,把嘴巴打開,要量體溫了。
小強:嗯,好吧!
咦,小強為什麼要量體溫呢?哦!原來小強感冒了啊!看到媽媽拿著體溫計要幫小強量體溫,小強趕緊把嘴巴打開,媽媽就用手用力甩了幾下溫度計,才把溫度計放進小強的嘴堙C
咦,為什麼要先甩一下溫度計才能開始量體溫呢?雖然小強的嘴巴塈t著溫度計,可是心裡還是覺得很奇怪,嗯,等一下一定要問媽媽。
媽媽:嗯,差不多可以把溫度計拿出來了,小強,把嘴巴打開來。
小強:啊~~~
媽媽:嗯,好,我來看看幾度喔!
小強:媽媽。
媽媽:什麼事啊?
小強:為什麼剛剛要量體溫前,您要先將溫度計甩一甩呢?
媽媽:為什麼我要把溫度計甩一甩啊!因為量體溫前一定要將溫度計先甩一甩啊!
小強:喔!為什麼?
媽媽:因為這種溫度計叫做「水銀溫度計」,我們再使用水銀溫度計之前要先甩一下才可以使用喔!
小強:水銀溫度計?咦,還有其它的溫度計嗎.?
媽媽:當然有啊!每一種溫度計它的設計都不一樣,所以使用的方法也不一樣。比如說,還有數字型的溫度計,數字型的溫度計就不會有水銀,使用的時候只要按一下按鈕就可以放在嘴裡或腋下量體溫,當它量好體溫的時候就會嗶嗶叫,拿出來看到上面的數字就可以知道體溫是幾度了。
小強:喔!真方便呢!媽媽,還有哪些溫度計啊?
媽媽:嗯,我想想喔!最近在醫院裡面,用一種叫做「耳溫槍」的溫度計,把這種溫度計放到耳朵媔q,按一下鈕,只要一秒鐘就可以從耳朵媔q到體溫了喔!簡單又方便呢!像這種量耳溫的溫度計很適合年紀小的兒童來使用喔!
小強:哇!我們家也買一支這種溫度計就好了。
媽媽:是啊!這種耳溫槍的溫度計真的很方便,可是卻不便宜喔!
小強:那麼,還有哪些設計不同的溫度計呢?
媽媽:嗯,媽媽有用一種叫做「基礎型」的溫度計,它可以用來量很微小的溫度變化喔!
小強:這些溫度計使用前是不是都要甩一甩啊?
媽媽:沒有喔,只有水銀溫度計在使用前要用力去甩一甩它才可以使用呢!
小強:咦?為什麼呢?為什麼水銀溫度計在使用前,一定要先甩一甩呢?
媽媽:因為只有水銀溫度計堶掘邞漪O水銀吧!可是為什麼一定要先甩一下,這我就不太知道到底是為什麼呢?
小強:那麼,我可以去問問博士嗎?
媽媽:可以啊!但是,你現在發燒到38度,所以你不可以出去,改天再去問博士吧!
雖然這麼說,小強心裡還是很想問問博士,為什麼使用水銀溫度計前一定要先甩一甩溫度計呢?小強雖然在感冒,腦袋裡還是一直想著,突然他聽到了電鈴聲。
媽媽:小強啊!博士來看你了喔!
小強:啊!博士來了。
博士:呵呵呵,小強,聽說你感冒了。
小強:是啊,感冒真的很不舒服耶!不過,博士,您來看我真是太剛好了,我剛剛還在想,如果您在這裡該有多好呢!
博士:喔!有什麼事情要找我呢?
小強:就是溫度計啊!
博士:溫度計?溫度計怎麼了?
小強:剛剛媽媽幫我量體溫,用溫度計之前,很用力甩了幾下溫度計,我覺得很奇怪,為什麼使用溫度計之前,還要先甩一甩呢?
博士:喔!為什麼使用溫度計之前要先甩一甩啊!嗯,這是個不錯的問題,不過,小強,你有沒有發現溫度計婺邞漪O什麼東西呢?是什麼東西讓我們可以看到上升的體溫呢?
小強:對啊!到底在溫度計婺豸F些什麼呢?媽媽剛剛說它叫做「水銀溫度計」,那什麼叫做「水銀」呢?為什麼媽媽看了一下溫度計,就知道我發燒到幾度了呢?

★博士的問題也提醒了小強喔!究竟溫度計婺邞漪O什麼東西可以讓媽媽很容易的看出小強發燒到幾度?還有,為什麼使用溫度之前要先甩一甩呢?博士順手拿起了放在小強床邊桌子上的溫度計,然後,拿到小強面前讓小強看仔細。
博士:小強,你仔細看清楚這個溫度計的構造喔,你先來看看在溫度計婺邞漪O什麼東西。
小強:嗯,溫度計婺佽菄漪O一顆銀色圓圓的,看起來很漂亮的球呢!
博士:沒錯,這個小圓球就是水銀,因為它像銀色的小水滴,所以才叫做水銀,我們就是在溫度計婺侀i水銀來量體溫。
小強:嗯,溫度計婺佽菄漪O一顆銀色圓圓的,看起來很漂亮的球呢!
博士:沒錯,這個小圓球就是水銀,因為它像銀色的小水滴,所以才叫做水銀,我們就是在溫度計婺侀i水銀來量體溫。
小強:水銀?為什麼量體溫的溫度計婺邞漪O水銀,而不是其它的東西呢?
博士:喔!問的好呢!小強啊,你還記不記得上次我們做的熱漲冷縮的實驗啊?

★上一次,博士的杯子因為把太燙的熱水倒到杯子堙A結果玻璃杯就啵一聲的破掉了,後來經過博士的說明,小強才知道這是因為熱傳導和熱漲冷縮的關係,而且,小強也了解什麼叫做熱漲冷縮。
可是,溫度計跟熱漲冷縮也有關係嗎?真是太奇妙了呢。只是用來量體溫,也有那麼大的學問嗎?
小強:嗯,物體只要是遇到熱都會膨脹,遇到冷就會縮小,這就是熱漲冷縮,對不對啊?博士。
博士:對對對,還有呢?你還記不記得哪一種東西很容易就會熱漲冷縮呢?
小強:就是金屬啊!博士,金屬類的東西最容易受到熱漲冷縮的影響了。
博士:沒錯,金屬是一種很容易受到熱漲冷縮影響的東西,水銀熱漲冷縮的效果更大呢!
小強:博士您的意思是說,水銀是一種非常容易受到熱漲冷縮影響的金屬囉!
博士:沒錯,水銀真正的名字應該叫做汞,不過,水銀這個名字很符合它的樣子,所以我們通常不叫它「汞」,反而都叫他水銀。
博士:水銀不但很容易受到熱漲冷縮的影響,而且啊!水銀也是唯一在常溫中用液態狀況存在的金屬喔!
小強:在常溫中唯一用液態狀況存在的金屬?這是什麼意思呢?
博士:大部分,哦,不不不,幾乎所有的金屬在一般溫度的時候,都是固體,一般我們可以感覺並且生活的溫度叫做常溫,可是水銀卻很特別,在一般溫度的地方,它還是用像水一樣的液體樣子喔,目前我們知道的金屬中,只有水銀是在常溫下還是用液態的樣子存在的呢!
小強:因為水銀在一般的溫度下就是一種液態的金屬,而像水一樣的特性剛好可以裝在溫度計的玻璃管來量體溫嗎?
博士:對對對,沒錯,正因為水銀是液態的,所以可以裝在玻璃管中,像水一樣可以在管子媔]來跑去。
喔!原來在一般溫度下就是液態樣子的水銀,很適合裝在玻璃管中,因為水銀可以自由的在管子媔]來跑去,所以我們才會用水銀來當做溫度計裡面放的東西啊!

 

★既然我們已經知道放在溫度計裡面,用來量體溫的東西是水銀,那麼又是什麼方式讓水銀可以使我們很方便就可以量到現在的體溫,而且,媽媽為什麼在量體溫前又要先甩一甩溫度計呢?
小強:博士,我已經知道水銀是一種在常溫下唯一的液態金屬,那麼,溫度計是怎樣利用水銀來量體溫,知道我到底發燒到幾度呢?
博士:喔!我剛剛不是說要看看溫度計的構造嗎?來,我拿近一點,讓你再好好看一看溫度計的樣子。
★博士一邊說,一邊就把溫度計拿到小強的面前,小強把溫度計拿過來,很仔細的看了溫度計的樣子,結果啊,小強發現,原來溫度計並不是只是一根細長的玻璃管,在玻璃管的尾端,也就是媽媽要小強含在嘴裡的那一部份,玻璃管突然就變窄了,特別的細,然後才接著放水銀的地方,小強心裡想,溫度計為什麼要長這個樣子呢?於是他就指著溫度計的玻璃尾端最細的部分,問博士說:
小強:博士,為什麼在溫度計的尾端,玻璃管會變的這麼細呢?
博士:呵呵呵,這就是溫度計的奧秘了。
小強:溫度計的奧秘?
博士:對,這個奧秘可是發明溫度計的人,非常重要的發明喔!
小強:咦,怎麼說呢?
博士:小強,我們不是說過熱漲冷縮的原理嗎?
小強:對啊!而且,我也知道水銀是一種很容易有熱漲冷縮效果的金屬,水銀還是液態金屬呢!

博士:呵呵呵,沒錯,沒錯,小強,如果你能夠記得水銀是一種會熱漲冷縮的金屬,就應該知道為什麼玻璃管堶惟顒漪O水銀,而不是其它的東西了。
小強:為什麼放的是水銀?嗯,首先,水銀是液態金屬,然後,水銀很容易受到熱漲冷縮的影響…哦!所以在玻璃管中放入水銀,只要溫度一比較熱,水銀就會漲大,加上水銀是液態的,又被放在管子堙A所以它一受到比較熱的溫度時,就會漲大,然後就在玻璃管內跑來跑去,因為玻璃管尾端管子比較細,所以受到熱的水銀就往前面跑,對了,就是因為這樣,所以溫度計溫度比較高的刻度都是在管子的前端,因為受到熱的水銀就會往前面跑,一直跑到體溫的溫度,才會停下來,我們就知道到底體溫是幾度了。
博士:呵呵呵,對對對,小強,你說的答案全部都是正確的,真是聰明呢!原來,你沒有因為發燒,腦袋變的比較不能思考喔!
★哇!小強好厲害喔!他竟然可以完全答對溫度計量體溫的原理,真是太了不起了。而溫度計可以利用水銀這種方法來量體溫,也是一種聰明的發明呢?
博士:其實啊!用水銀來量體溫還有一個好處。
小強:什麼好處呢?
博士:那就是水銀的顏色很容易辨別它的位置啊!
小強:所以只要將溫度計放在身上一會兒時間,等到水銀漲大到體溫的溫度時,銀色的水銀就會上升到那個刻度,不會再動了對不對?
博士:對,就是這樣,所以,才會用水銀來當量體溫的溫度計。
小強:那麼,媽媽要用溫度計前又要甩一甩溫度計是為什麼呢?
博士:為什麼要先甩一甩溫度計再使用啊!呵呵呵,小強,你再想想看啊!跟溫度計的構造有很大的關係喔!
小強:(喃喃自語的)為什麼要先甩一下溫度計?而且是在使用溫度計之前要先甩一下?而且還跟溫度計的構造有關係呢?到底是什麼原因呢?
為什麼呢?究竟為什麼我們用溫度計之前,媽媽要先甩一甩溫度計,然後再給我們使用呢?博士要小強好好的想一下這個問題,小朋友們也來想想看吧!記不記得博士剛剛給我的提示啊!這個原因,跟溫度計的構造有很大的關係呢?是為什麼呢?是因為溫度計是玻璃做的嗎?還是……這個問題我們再來看看小強想不想的出來好了。
博士:想出來了沒有啊?
小強:溫度計的構造?嗯,博士,您可不可以再把溫度計拿給我看看啊!
博士:沒問題。

★小強為了要想出這個問題的答案,又再請博士把溫度計拿給他看了,嗯,小強把溫度計拿在手上,一會兒看看前面,一會兒看看後面,還把溫度計拿起來,對著電燈照照看,就是要想出為什麼溫度計使用前要先甩一甩呢?
博士:想到了沒有呢?跟溫度計長的樣子很有關係喔!
小強:跟溫度計長的樣子很有關係?溫度計長像是一根長長的玻璃管,管子的尾端別窄,特別細,因為這樣水銀因為體溫高要熱漲的時候,只會一直往前面的管子跑…….啊!我知道了!
博士:呵呵呵,是什麼原因呢?
小強:溫度計的玻璃管尾端靠近放水銀的地方會變的比較窄,比較細,是因為要讓水銀熱漲的時候只會拼命的往管子前端跑,這樣才能量出正確的溫度。
博士:嗯,沒錯,然後呢?
小強:可是,如果一把溫度計從身上拿出來,像水銀這種很容易受到熱漲冷縮影響的金屬,一定會因為外面的溫度比較低,然後冷縮,跑回溫度計尾端放水銀的地方,這樣媽媽把溫度計從我身上拿出來的時候,就看不到我的溫度到底是幾度了。
博士:呵呵呵,對對對。
小強:所以,尾端做的比較細,除了讓水銀受熱只能往上跑之外,另外一個原因就是要讓從身上拿出來的溫度計,不會因為水銀受冷,馬上跑回尾端才會把它做的比較窄又比較細。
博士:呵呵呵,完全正確。就是這個原因,所以,尾端的玻璃管做的又窄又細,讓拿出身體外面的溫度計裡面的水銀不會很容易的跑回去尾端,而可以讓水銀停在身體體溫的那個刻度上,我們才能知道身體的溫度,所以,下一次要用溫度計的時候,水銀可能還會在上一次量的刻度上,於是就要先用力甩一甩溫度計,把水銀給甩回尾端,這樣量出來的體溫才會正確啊!
小強:太好了,原來我也可以解答科學問題呢!

★原來是這樣啊!所以我們用溫度計前才要先用力的甩一甩溫度計,為的就是讓溫度計堛漱藾能夠回到玻璃管的尾端呢!小強竟然可以把答案解答出來呢?博士也越來越佩服小強了呢!說著說著,小強看到媽媽笑嘻嘻的拿著點心進來房間裡,媽媽真是好呢!還準備了點心給小強和博士吃。
媽媽:媽媽也聽到小強的解答了喔!小強真是聰明啊!原來是因為這個原因,一般的溫度計才會用水銀來辨別體溫的刻度,那麼,後來使用的那些溫度計為什麼都不再用水銀了呢?
博士:喔!那是因為水銀其實是一種很危險的金屬,它可是有毒性的喔!別看它的樣子很漂亮,如果不小心把水銀吃進肚子堙A可就不得了了,真的很危險呢!但是以前一直找不到其他東西可以代替水銀來放在溫度計堙C
小強:那現在為什麼又有那麼多不同的溫度計呢?
博士:因為科技進步了啊!很多科學家、發明家,都可以用很聰明的儀器製作出很進步的東西。比如說可以在溫度計堜騅i所謂的IC,IC是一種電子儀器,它可以被設計的很小,然後,將IC放進溫度計的內殼堙A而溫度計的外殼堣]會放上數字的顯示器,如果體溫上升了,IC就可以感覺到,溫度計的數字也會跟著變動,這樣就可以量到體溫了。
媽媽:哇!科技真是越來越進步呢!連溫度計這麼小的儀器也可以放進IC啊!
博士:是啊!這種用數字顯示溫度的溫度計,不但比水銀溫度計方便好用,也安全多了呢!
小強:科技真是帶給我們很多方便呢!
媽媽:是啊!是啊!我差點忘了我準備一些點心給你們吃呢!
小強:啊!我最喜歡吃的點心呢!媽媽謝謝!
媽媽:博士,您也一起來吃點心吧!真謝謝您來看小強,也告訴我們這麼多知識呢!
博士:呵呵呵,我很希望大家都可以了解什麼是科學和科技喔!
博士:啊!這點心看起來真好吃呢?那我就不客氣了喔!我帶給你們科學的知識,小強的媽媽給我好吃的點心,我們可是最好的鄰居呢!

★嗯,點心真是好吃呢!不過,知道溫度計奧秘的小強,感冒也要早點好喔!<完>


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