圖片說明

 

      上面的圖表說明了幾種常見溫度下溫度單位之間的快速比較。確保室溫變化并且人體溫度不總是37°C（98.6°F）。另外，水的沸點取決于氣壓，并不總是精確地為100°C。但是，正確加熱后，真正的芬蘭桑拿浴室始終至少要保持100°C（212°F（華氏））。

 

      不久前，我寫了一篇有關(guān)壓力單位的博客文章，我想寫一個類似的關(guān)于溫度單位及其轉(zhuǎn)換的好主意  。讓我們首先簡要了解一下實際溫度，然后了解一些非常常見的溫度單位，非常后查看它們之間的轉(zhuǎn)換。

 

什么溫度

 

      溫度是一個密集的量，它描述了物質(zhì)的  能量狀態(tài)。所有材料都具有不斷運(yùn)動，振動或旋轉(zhuǎn)的原子和分子。簡化一個困難的主題，它們移動的越多，材料的溫度就越高。物體的溫度可以通過其原子和分子的  平均動能來定義，溫度的定義我們可以相對容易地理解。 開爾文（Kelvin） 是稱為熱力學(xué)溫度（T）的基本物理量的單位，當(dāng)前定義為水的三點  （精確地為0.01°C / 32.02°F）的熱力學(xué)溫度的1 / 273.16  。

 

那么，什么是熱的，什么是冷的？ 

 

      都是相對的，所以這些術(shù)語“冷”和“熱”都不是很準(zhǔn)確或科學(xué)。因此我們需要更具體的方式來指示溫度。在非常近的幾個世紀(jì)中，已經(jīng)開發(fā)出幾種不同的溫度標(biāo)度和單位。而且，由于在世界各地使用了不同的秤，因此仍在使用幾種不同的秤。某些舊溫度標(biāo)尺的實際規(guī)格非常初并不十分準(zhǔn)確（例如人體溫度），但后來又創(chuàng)建了特定而準(zhǔn)確的參考點和規(guī)格。

 

      對于高溫，實際上沒有任何限制，并且可能會達(dá)到很高的溫度。例如，太陽表面的溫度為5800開爾文，而太陽內(nèi)部的溫度則高達(dá)1360萬開爾文。

 

      但是對于非常低溫度，有一個非常具體的限制，即  絕對零溫度，這是非常低的可能溫度。絕對零是可能永遠(yuǎn)無法達(dá)到的理論狀態(tài)。理論上，原子的所有運(yùn)動將幾乎完全停止，僅保留量子機(jī)械零點能量。絕對零溫度等于0開爾文，-273.15°C或-459.67°F。在外層空間，溫度非常冷，宇宙的平均溫度低于3開爾文。

 

      但是，讓我們接下來看一些非常常見的溫度標(biāo)度和單位。

 

國際溫標(biāo)

 

      熱力學(xué)溫度很難測量，已經(jīng)發(fā)布了一些用于實際測量的國際溫度標(biāo)度：

 

      ITS-27；1927年國際溫標(biāo)

      IPTS-48；1948年國際實用溫度標(biāo)尺

      IPTS-68；1968年國際實用溫度標(biāo)度

      ITS-90；1990年國際溫標(biāo)

      還使用了一些其他標(biāo)尺，例如PLTS-2000，用于改進(jìn)0.9 mK ... 1 K范圍內(nèi)的極低溫的測量（臨時低溫標(biāo)尺2000）。

 

      根據(jù)國際協(xié)議，當(dāng)前的 ITS-90秤  基于上述熱力學(xué)溫度（T）。該標(biāo)尺定義了一種校準(zhǔn)特定種類溫度計的方法，使結(jié)果在全世界范圍內(nèi)都是精確和可重復(fù)的。還認(rèn)為數(shù)值當(dāng)時盡可能接近實際熱力學(xué)溫度（T）。用于實現(xiàn)ITS-90溫度標(biāo)度的方法包括固定點和用于在固定值之間插入溫度的函數(shù)。

 

溫度單位

      開爾文（K）

            開爾文（Kelvin）是國際標(biāo)準(zhǔn)制  （SI）中溫度的  基本單位。開爾文單位的縮寫是K（無度數(shù)或度數(shù)符號）。開爾文單元非常早由威廉·湯姆森（Lord Kelvin）于1848年提出。

 

            如前所述，開爾文當(dāng)前定義為水的三點熱力學(xué)溫度的分?jǐn)?shù)1 / 273.16，絕對零點為0K。一個開爾文的大小與攝氏溫度相同。冰融化的溫度為273.15 K（水的三相點為273.16 K）。  

 

            開爾文經(jīng)常用于科學(xué)和技術(shù)。無論如何，它在日常生活中使用得并不多。用ITS-90表示的開爾文溫度符號是大寫字母T 90。

 

      開爾文的新定義有望在不久的將來發(fā)布，將開爾文與玻耳茲曼常數(shù)聯(lián)系起來，繼續(xù)通過基本物理常數(shù)定義所有國際單位的工作。

 

      攝氏（°C）

 

            攝氏溫度當(dāng)前是國際標(biāo)準(zhǔn)制中溫度的衍生單位，而開爾文是基本單位。攝氏度的縮寫是°C（攝氏度），一攝氏度的大小與一開爾文的大小相同。單位和實際攝氏溫度標(biāo)度是由瑞典人安德斯攝氏溫度于1742年首次提出的。攝氏溫度標(biāo)度的兩個主要參考點是水的  凝固點  （或冰的熔點）定義為0°C，  沸點為的水  是100°C。

 

            冰的熔點是一個相對準(zhǔn)確的規(guī)格（假設(shè)您已經(jīng)純化了冰，并且已正確攪拌），但實際上水的沸騰溫度并非如此準(zhǔn)確，因為沸騰溫度在很大程度上取決于大氣壓。由于攝氏溫度是從開爾文派生的SI單位，因此它也與ITS-90鏈接，并且其符號是小寫字母t 90。根據(jù)ITS-90，冰的熔點略低于0°C，在正常大氣壓下水的沸點約為99.974°C。

 

            攝氏溫度單位比開氏溫度單位更適合日常使用，并且在全球范圍內(nèi)非常流行，盡管在美國使用的并不多。攝氏度有時也稱為攝氏度。

 

      華氏度（°F）

 

            華氏度的縮寫是°F。華氏秤非常初由一位叫Gabriel Fahrenheit的荷蘭人于1724年引入。該秤的兩個主要參考點是水的  冰點  指定為32°F  ，人體溫度為  96°F。

 

            實際上，很容易看出人體的溫度不是非常精確的定義。

 

            如今，華氏溫度表已被重新定義，冰的熔點正好是32°F，水的沸點正好是212°F。人體的溫度按修訂后的比例約為98°F。

 

            在許多地區(qū)，華氏溫度已被攝氏溫度單位代替，但美國，加勒比海地區(qū)仍在使用華氏溫度，而澳大利亞和英國仍與華氏溫度同時使用。

 

      朗肯（°R，°Ra）

 

            朗肯標(biāo)度縮寫為°R或°Ra。1859年，蘇格蘭威廉·蘭金（William Rankine）提出了蘭金量表，距開爾文量表僅幾年。蘭氏刻度的參考點是  絕對的零點，  為0°R，就像開爾文刻度一樣。一個蘭金度的大小與一個華氏度的大小相同，但零點卻大不相同。水的冰點等于491.67°朗肯。

 

            朗肯不是廣泛使用的量表。它已在美國的某些技術(shù)領(lǐng)域中使用，但NIST不建議再使用Rankine。

 

 

 

      Réaumur（°Ré，°Re）

 

            Réaumur秤由RénedeRéaumur于1730年引入。它的參考點是水的  凝固點  0°Ré  ，水的沸點  是80°Ré。

 

            Réaumur音階在歐洲和俄羅斯的某些地區(qū)使用，但在上個世紀(jì)主要消失了。

 

溫度單位之間的轉(zhuǎn)換

 

下表提供了將溫度讀數(shù)從一個單位轉(zhuǎn)換為另一單位的計算公式。

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cgs溫度單位

 

      縮寫  “ cgs”  來自單詞“ 厘克-秒 ”。正如這些詞所暗示的那樣，cgs系統(tǒng)是公制的一種變體，但不是使用米，而是以厘米為長度單位，而不是千克，以克為質(zhì)量單位。使用這些cgs基本單位可以得出不同的cgs機(jī)械單位。

 

 

      CGS是相當(dāng)古老的系統(tǒng)，大部分已首先由MKS（米-千克-秒）系統(tǒng)取代，然后由SI系統(tǒng)取代。但是，您有時仍然會遇到一些cgs單位。

 

 

      cgs系統(tǒng)沒有自己的溫度單位，因此您使用相同的溫度單位：開爾文，攝氏度和華氏度。