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摄氏，华氏，开尔文，关于温度的小秘密，你知道多少

admin2022-12-26 05:40 168人已围观

简介摄氏，华氏，开尔文，关于温度的小秘密，你知道多少

最近天气是越来越热了，一看墙上挂的温度计显示为 35 摄氏度，这就需要打开空调降温，过一会儿后温度下降了，温度计显示温度为 25 摄氏度。

我们会根据温度来穿衣，还会根据温度来判断身体是否健康，可以说我们时刻都在关注温度。

图片来源：pixabay

但是关于温度我们时常也有很多疑问，例如说温度的单位有摄氏度，华氏度以及开尔文，还有各种温度计直接就是测量的温度吗，温度到底是什么，今天就一起来了解那些关于温度的秘密。

温度是什么

温度就是物体冷热程度的物理量，但是它又区别于其它的物理量单位，例如说速度通过肉眼就能看到快慢，面积通过肉眼能看到大小，而温度则需要通过人体的感受才能得到结果。

在太阳底下温度高，我们就会感觉到热，而在没有太阳的下雨天温度低，则会感觉到冷，还有靠近火源温度高就会热，在日常生活中还有很多这样的例子，这说明温度与热有着直接的关系。

而实际上，热就是一种能的形式，物质吸收热能就会变热，例如烧开水，当水吸收到了热能后就会随温度升高而变热，反之，当物质失去热能后就会变冷，如将水放入冰箱中，当温度下降水失去热能就会变冷。

所以说，温度是物体内部热能的一种表现形式，热能的大小就直接决定了温度的高低。

温度单位

在日常生活中，我们常使用的温度单位就是摄氏度，我们还偶尔能听到另一个温度单位那就是华氏度，以及国际温度单位开尔文，这三种温度单位之间到底有什么区别呢。

摄氏度（℃）是由瑞典人摄尔修斯提出并命名的，它是以水银为测温物质，并将水的冰点定为 0 度，沸点定为 100 度，将这两个固定温度之间分为 100 等分，每一等分就是 1 摄氏度。

华氏度（℉）是以水银温度计发明人华伦海特姓名所命名的，它是以冰水与氯化铵作为测温物质，将水的冰点定为 32 度，沸点定为 212 度，将这两个固定温度之间分为 180 等分，每一等分就是 1 华氏度。

华氏度换算成摄氏度的公式是：（华氏度-32）/1.8，这样的温度标准使用并不方便，所以目前也只有巴哈马，帕劳等少数几个国家还在使用华氏度。

开尔文（K) 是国际温度单位，它是将水的沸点定为 373.15K，冰点定为 273.15K，并作为计算起点的温度，也就是 273.15K 与常使用的 0 摄氏度相等，所以与我们常使用的摄氏度就是相差 273.15 度，如 5 摄氏度换算成卡尔文温度就是 273.15+5。

还有兰氏度和列氏度，这两种都已废弃不用了。

温度计的历史

人类很早就开始探索测量温度的办法，虽然那时候并不知道温度是什么，却可以用身体去感受（主要是冷暖），植物的生长情况以及环境的冷热变化来定义温度，甚至冶炼工匠还会通过观察火焰颜色来判断火炉内的温度。

第一支真正意义上的温度计是由伽利略发明的，其结构相对简单，是在带圆球细长的玻璃管中加入水和漂浮物，将其插入盛满水的玻璃瓶中就做出了第一支温度计。

后来在伽利略的学生桑克托进一步改进了温度计，并且在细长的玻璃管上刻有很多刻度，就可以更精确的测量和读取温度。

温度计中的液体也从水，水盐混合物发展到现在普遍使用的酒精和水银，并且还出现了如电子温度计，红外温度计等，其测量的温度也更加精确。

温度计的原理

物体的冷和热虽然可以通过感觉来进行分辨，但是，这样还是无法准确地知道物体的温度，而且用身体去接触低温或者高温的物体还可能伤害到皮肤，所以，这就需要通过工具来测量温度。

我们都知道要测量体温只需要将温度计放在腋下，然后拿出读取温度计上的刻度就能够知道人体的温度了，那这是什么原理嘞。

我们在测量中是观察的温度计中液面高度，从而知道了人体温度，所以温度计能够将不容易观察的温度，转换成肉眼容易观察的长度，这种方法在物理学上被称为转化法。

这种方法也就是温度计的原理，它利用了液体的热胀冷缩，在温度计的底部有一个液泡，里面装有酒精液体，还连着空心的细管。

当将温度计液泡部分接触皮肤，皮肤的热能传递到液泡，酒精液体发生膨胀，就会沿着细管上升，我们就可以根据酒精液体的高度测得人体的温度了。

温度计是直接测量的温度吗

从普通的玻璃棒温度计原理中可以看出，它并不是直接测量的温度，而是利用热胀冷缩转化成酒精或者水银液体的长度，从而让我们知道具体的温度。

还有我常使用的红外线温度计，它同样不是直接测量的温度，世界上不管什么物体都有热辐射，而且还会由于温度越高热辐射越强，不用直接接触到被测物体的红外线温度计，就是利用光学探测器将反射的不同波长红外线，与内置的红外光进行比较，最后将得到的结果以数字的方式显示出来。

显然，同玻璃棒温度计一样，更加先进的红外线温度计同样不是直接测量的温度，它测量的是物体热辐射。

所以，我们使用的各种温度计并不是直接测出了温度，它是利用热平衡，将温度从一种状态转换成另一种状态，从而让我们看到了实际的温度。

温度计虽然并不是直接测出的温度，但是温度计的作用和意义却是非常重要的，有了温度计就可以更精确的测量温度。

在医学上，温度计能帮助医生更准确的判断病情，有效的保护身体健康和生命安全；在科学上，有了温度计就可以开展更多的实验，从而推动如热力学这样的科学技术快速发展。

文中图片截取自 Youtube《The First Celsius Thermometer》《Temperature Scales》《How Do We Tell Temperature》

文中 gif 截取自 Youtube《How Do We Tell Temperature》

本文来自微信公众号：制造原理 （ID：zhizaoyuanli），作者：老郑

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