能够在不同温度单位之间转换在许多应用中非常有用。最常见的温度刻度是摄氏度(°C)、华氏度(°F)和开尔文(K)。摄氏度是全球使用最广泛的,而华氏度主要在美国使用。开尔文通常只在科学中使用。
了解温度转换在理解天气预报、烹饪、检查发烧以及科学研究中都非常有用。
摄氏度(°C)
摄氏度(°C)是全球最常用的温度测量单位。它以1742年创造此单位的瑞典天文学家安德斯·摄氏命名。
摄氏度(或称为百分度)是基于标准大气压下水的冰点和沸点。水的冰点定义为0°C,沸点定义为100°C,两点之间有100度的温差。
摄氏温度计在天气预报、家庭和建筑供暖与空调以及科学领域中广泛使用。
华氏度(°F)
华氏度是一种常用于美国以及偶尔在其他地方使用的温度单位。它由一位名叫丹尼尔·加布里埃尔·华氏的德国物理学家在18世纪初创立。这个温度刻度是基于标准大气压下水的冰点和沸点,冰点为32°F,沸点为212°F,两点之间相差180度。
华氏温度刻度上较小的度数增量使得使用整数时能更精确地描述温度,这在描述天气或建筑内的温度时特别有用。有些人觉得华氏温度刻度更直观,但这可能是因为这些人习惯了这种方式。
华氏度在国际上不常使用,因为大多数国家已经采用摄氏度(°C)作为标准。
开尔文(K)
开尔文(K)是国际单位制(SI)中的绝对温度单位。苏格兰物理学家威廉·汤姆逊(即开尔文勋爵)对热力学领域做出了重大贡献,该温标因此以他的名字命名。开尔文起点是绝对零度,即所有分子运动停止的点,因此,开尔文的符号简单地用“K”表示,而不是度K(或°K)。
开尔文温标与摄氏温标的增量相同,但起点是绝对零度而不是水的冰点。这使得开尔文温标更适合科学使用,因为它消除了负值,并允许温度与热力学性质之间直接成比例。水的冰点在开尔文温标上是273.15K。
开尔文在物理学、化学和宇宙学中使用。它在进行热力学的精确测量和计算时特别有用。
其他温度单位
本网站上介绍的其他温度单位包括兰金、德利尔、牛顿、列氏和罗默。
兰金温标是一种在工程和热力学中常用的绝对温标。它与华氏温标类似,但兰金温标的零度是绝对零度。兰金温标常与开尔文温标一起用于科学计算。
德利尔温标以法国天文学家约瑟夫-尼古拉斯·德利尔的名字命名。在这个温标上,水的冰点是150度,沸点是0度。这种温标曾在俄罗斯使用,直到他们改用摄氏温标。
牛顿温标(不要与作为力的单位的牛顿混淆)是以艾萨克·牛顿爵士命名的。水的冰点是0度,沸点是33度。这种温标如今几乎不再使用,但曾在科学界流行。
列氏温标以雷内·安托万·费尔绍·德·雷奥缪尔的名字命名。在这个温标上,水的冰点是0度,沸点是80度。这个温标在18世纪和19世纪的欧洲很流行,但现在已经被束之高阁。
罗默温标以奥勒·罗默命名。该温标的水冰点为7.5度,沸点为60度,这一温标在17和18世纪的丹麦使用。
温度与热能之间的关系是什么?
在热力学中,温度和热能密切相关。温度指的是物质中粒子的平均动能,而热能指的是物质中粒子的总动能。
当两个不同温度的物体接触时,热量会从较热的物体流向较冷的物体。这种传递会持续进行,直到两者达到相同的温度,即热平衡。
在这个过程中传递的热量越多,它们的温差越大,传递得越快。
重要的是要理解热能和温度不是一回事。例如,一个温度为20°C的水杯和一个装满20°C水的游泳池明显温度相同,但由于游泳池的体积更大,因此含有更多的热能。