【物理教学】不正确温度计图像代码分享

这段Python代码用于绘制温度计校准的图像。它包括以下功能：
用户输入：允许用户输入温度计在冰水混合物和沸水中的读数，以及一个现实温度值。
计算校准因子：根据用户输入的冰水混合物和沸水的读数，计算温度计的校准因子。
计算表现温度：根据用户输入的现实温度，计算温度计的表现温度。
绘制图像：绘制现实温度与表现温度的关系图，并在图像上标志特定点。
添加时间戳：在图像的右下角添加天生图像的时间。

1. import numpy as np
2. import matplotlib.pyplot as plt
3. from datetime import datetime
5. # 设置中文字体和负号正常显示
6. plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
7. plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
9. def calculate_calibration_factor(T_ice_reading, T_boiling_reading, T_ice_actual, T_boiling_actual):
10.     # 计算校准因子
11.     return (T_boiling_actual - T_ice_actual) / (T_boiling_reading - T_ice_reading)
13. def calculate_thermometer_reading(T_actual, calibration_factor, T_ice_reading, T_ice_actual):
14.     # 计算温度计的读数
15.     return (T_actual - T_ice_actual) / calibration_factor + T_ice_reading
17. # 用户输入
18. T_ice_reading = float(input("请输入温度计在冰水混合物中的读数："))
19. T_boiling_reading = float(input("请输入温度计在沸水中的读数："))
20. T_ice_actual = 0  # 冰水混合物的实际温度
21. T_boiling_actual = 100  # 标准大气压下沸水的实际温度
23. # 计算校准因子
24. calibration_factor = calculate_calibration_factor(T_ice_reading, T_boiling_reading, T_ice_actual, T_boiling_actual)
26. # 用户输入实际温度
27. T_actual = float(input("请输入实际温度："))
29. # 计算温度计的读数
30. T_r = calculate_thermometer_reading(T_actual, calibration_factor, T_ice_reading, T_ice_actual)
31. print(f"在实际温度 {T_actual}℃ 下，温度计的读数为：{T_r:.2f}℃")
33. # 获取当前时间
34. current_time = datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
36. # 绘制图像
37. plt.figure(figsize=(10, 5))
38. plt.plot([0, 100], [T_ice_reading, T_boiling_reading], label='显示温度', color='blue')
39. plt.plot([0, 100], [0, 100], label='真实温度', linestyle='--', color='red')
41. # 相交点
42. plt.scatter(T_actual, T_r, color='black', edgecolor='red', s=80, marker='o', facecolors='none')  # 绘制数据点
44. # 向横纵坐标轴做垂线
45. plt.axvline(x=T_actual, color='black', linestyle='--')
46. plt.axhline(y=T_r, color='black', linestyle='--')
48. # 标记数值
49. plt.text(T_actual, T_r + 2, f'({T_actual:.0f}°C, {T_r:.2f}°C)', color='red', verticalalignment='bottom')
51. # 添加生成图像的时间
52. plt.text(0.95, 0.05, f'生成时间：{current_time}', horizontalalignment='right', verticalalignment='bottom', transform=plt.gca().transAxes)
54. plt.title('温度校准图像')
55. plt.xlabel('实际温度 (°C)')
56. plt.ylabel('显示温度 (°C)')
57. plt.legend()
58. plt.grid(True)
59. plt.show()

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