温度单位（热力学术语）

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更新时间：2023-05-23
温度单位
热力学术语
温度单位是指摄氏度用符号“°C”表示一般人们用温度计来测量温度，温度计一般有水银温度计、体温计、电子温度计等。
温度的国际单位是开尔文用符号“K”表示。
开氏温度标度是用一种理想气体来确立的，它的零点被称为绝对零度。根据动力学理论，当温度在绝对零度时，气体分子的动能为零。为了方便起见。开氏温度计的刻度单位与摄氏温度计上的刻度单位相一致，也就是说，开氏温度计上的一度等于摄氏温度计上的一度，水的冰点摄氏温度计为0℃，开氏温度计为273.15K。
热力学温度单位开尔文(K)是国际单位制（SI）基本单位之一。其他基本单位是米、千克、秒、安培、摩尔和坎德拉。
基本信息
中文名
温度单位
外文名
degree-day
拼音
wēn dù dān wèi
符号
°C
单位
K
国际单位
开尔文“K”
相关领域
热力学
收起
开尔文
开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的(1/273.16)。上述定义以物理常量：水三相点热力学温度Tt。
r为基础，而Tt r国际上已于1967年协议，精确地等于273.16K。
1K=1/273.16 Tt r。
开尔文是用英国科学家开尔文的名字命名的。
威廉·汤姆森（William·Thomson），后来的开尔文勋爵(Lord·Kelvin of Largs)，1824年6月26日生于英国北爱尔兰贝尔法斯特。他的特殊天赋和理解力很早就表现出来了，以致他在10岁就被格拉斯哥大学注册录取。16岁他作为大学生来到剑桥，在剑桥他所有功课成绩都很优秀。汤姆森作为格拉斯哥大学物理学教授从1846年开始从事教学和科学研究。人们说，在他那儿，计划1小时的课经常持续3个小时。
汤姆森的兴趣一向在热力学和电学方面。热能的研究使他认识了一个可能最低的温度，即温度的绝对零度。他把这个-273.15℃的温度点当作一个新的温度和温标（图略）的出发点。他与一位英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦尔（James·Prescott·Joule 1818~1889）一起发现了用他们两人名字命名的“焦尔-汤姆森效应”。它表明，理想气体在没有外界做功而膨胀时，使其冷却到足够低的温度。发生冷却是由于膨胀时必须通过内部做功以克服气体的分子力。*1856年汤姆森认识到按照他的名字命名的热电“汤姆森效应”，它包含，当一个电流通过，在一个均匀的电导体中存在一个温度落差按照它的方向产生热或取走热。
“汤姆森热”和一个导电体的焦耳电流热(它取决于导体的电阻和电流强度)是不能混淆的。另外汤姆森还认识到可以转化为机械功的热能。作为热力学过程不可逆性的一个量，用熵的概念他与鲁道夫·克劳西乌斯(Rudolf·Claustus1822~1888)同时创立了热力学第二定律,亦即所有的热力机只能把它从一种热材料取走的热能的一部分转换成机械功。这个热能的剩余部分又总是被散发给冷材料。
在电学领域按照他的名字命名的开尔文电流天平属于最重要的发明。它可以确定机械力和电流强度之间的关系。电流天平特别在测量电流和检定电流计中得到应用。值得一提的是他还研制了静电伏特计,它能够相当精确的测量当时最高大约10kV的电压。此外汤姆森改进了许多测量方法并且发明了无数其他的测量仪器，比如说精确测定很小电阻的测量电桥，它被称作为汤姆森测量电桥。汤姆森通过参与实现大不列颠和美国之间首次海底电缆连接名扬国外。他是这个项目的发起人之一，并计算了电缆。经海底电缆的第一次通话是1858年8月17日通过北大西洋从大不列颠通往美国。无可置疑，这项海底电缆的连接是19世纪最大的技术贡献。遗憾的是，因为出现了故障，用这个电缆向大西洋另一方大约只通了700次话。跨越大西洋持续的通信直到1866年初才在两洲之间建起，这项工作汤姆森同样参与并起了决定性的作用。
威廉·汤姆森1882年被授予贵族称号后被尊称为拉格斯的开尔文勋爵。1907年12月17日死于苏格兰拉格斯附近的内斯霍尔(Netherhall)，享年84岁。他的成就得到了承认，他是19世纪杰出的和受人尊敬的自然科学家。他把最后的长眠之处选在伊萨克·牛顿爵士(1643-1727)旁边的威斯敏斯特尔教堂。
*焦尔-汤姆森效应：气体经历焦尔-汤姆森膨胀时温度随压强的变化。
焦尔-汤姆森膨胀：流体通过多孔塞或部分开放的活门从高压到低压的不可逆绝热膨胀。
华氏度
华氏度(fahrenheit)和摄氏度(Centigrade)都是用来计量温度的单位。包括中国在内的世界上很多国家都使用摄氏度，美国和其他一些英语国家使用华氏度而较少使用摄氏度。
华氏度（°F）：温度的一种度量单位。华氏度：F=32+1.8×C华氏度是以其发明者德国人Gabriel D. Fahrenheit（华伦海1681—1736）命名的，其结冰点是32°F。沸点为华氏度212°F。他发现液体金属水银比酒精更适宜制造温度计，于是发明了水银温度计。当大气压为1.01X10^5Pa时，把水的冰点设为32度，把水沸点设为212度，把32度到212度之间平均分成180等分，每等分为1华氏度。
温度单位
摄氏度
“在一个标准大气压下，把冰水混合物的温度定为零度，把沸水的温度定为100度，它们之间分成100等份，每一等份是摄氏度的一个单位，叫做1摄氏度。”
摄氏度的发明者是安德斯·摄尔修斯（Anders Celsius 1701-1744），其结冰点是0℃，沸点为100℃。1714年德国人法勒海特（Fahrenheit）以水银为测温介质，制成玻璃水银温度计，选取氯化铵和冰水的混合物的温度为温度计的零度，
人体温度为温度计的100度，把水银温度计从0度到100度按水银的体积膨胀距离分成100份，每一份为1华氏度，记作“1℉”。按照华氏温标，则水的冰点为32℉，沸点为212℉。“华氏温标”是经验温标之一。在美国的日常生活中，多采用这种温标。规定在一大气压下水的冰点为32度，沸点为212度，两个标准点之间分为180等分，每等分代表1度。华氏温度用字母“F”表示。
摄氏温度（℃）和华氏温度（℉）之间的换算关系为：
F=9℃/5+32，或℃=5（F-32）/9摄氏度×9/5+32=华氏度。寒暑表中通常有两个刻度：摄氏度（记为0℃）和华氏度（记为0℉）。华氏度与摄氏度的进率：华氏度=32+摄氏度×1.8摄氏度=（华氏度－32）÷1.8。
列氏度
英文名字为：Réaumur。
列氏温标（记为°Ré,°Re,°R）由法国科学家René Antoine Ferchault de Réaumur於1731年提出的。水的冰点被订为列氏0度，而沸点则为列氏80度。因此，如欲将列氏温标表示的温度转为摄氏温标，须把列氏乘上1.25（即oC=1.25×oR）。如换成热力学温标，则使用K=1.25×oR+273.15。即R=0.8×C。
兰氏度
英文名字为：Rankine。为热力学温度，由格拉斯哥大学工程师William John Macquorn Rankine在1859年提出并且命名，单位为°R。
绝对零度的时候（即0开尔文），兰氏度也为零。但是兰氏度定义为华氏度加上相应值而不像开尔文是定义为摄氏度减去相应值。[°R]=[°F]+459.67，也可以[°R]=[K]×1.8。
牛顿温标
牛顿温标是艾萨克·牛顿于1700年左右发明的温标。最初，他使用了从“冬天的冷气”到“厨房中灼热的煤块”等共约20种参考点来定义温标。不过后来他对这一方法不满，改为将“0度”定义为雪融化的温度（水的冰点），“33度”定义为水沸腾的温度（水的沸点）。由于这一定义方法与摄氏温标有着相同的参考点，因而可以说牛顿温标是摄氏温标的雏型。事实上，安德斯·摄尔修斯在发明摄氏温标时，很可能已经知道了牛顿温标的存在。
通常使用符号°N来表示牛顿温标。
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