华氏温度用来测什么?华氏温度怎么定义的?

哪种温度最好?

华氏温度用来测什么?华氏温度怎么定义的?

摄氏度和华氏度是人们用来测量温度的两种最常见的尺度。

冷热是用一种称为温度的数字标度来衡量的。温标是我们交流天气、衡量安全和舒适度以及解释物理世界的方式。使用科学家选择的基线来创建相对测量,温标测量热强度,或材料或物质(如空气,一壶水或太阳表面)中包含的热能量。有三种常用的测量系统:华氏度,摄氏度和开尔文。

什么是温度?

根据在线词源词典,温度是用一种叫做温度计的工具测量的能量,它来自希腊语“thermos”(热)和“metron”(测量)。根据格鲁吉亚州立大学的说法,温度的另一个定义是,它是物质分子的平均动能–运动中质量的能量–的量度

据说古希腊医生希波克拉底早在公元前400年就教导说,人手可以用来判断一个人是否发烧,根据2019年《自然公共卫生紧急情况汇编》杂志的一份报告。然而,测量人体温度的精确仪器直到16和17世纪才被开发出来。

华氏温度计:第一个精确的温度计

1714年,波兰出生的荷兰物理学家、发明家和科学仪器制造商丹尼尔加布里埃尔·华氏(Gabriel Fahrenheit)公布了一种水银温度计。水银是一种液态金属,它会根据周围的温度而膨胀和收缩。当华氏把水银放在一个标有数字刻度的封闭管中时,他看到水银在不同的温度下会上升和下降。根据英国皇家学会的说法,这是世界上第一个已知的实用,准确的温度计。

华氏的发明基于丹麦科学家Ole Roemer的酒精温度计。德国慕尼黑工业大学热力学研究所已故所长乌尔里希·格里戈尔在1986年的一次会议上写道,罗默在他的温标上标注了盐水结冰的温度为零,水沸腾的温度为60。冰在罗默温度计上的7.5度融化,人体在22.5度注册。

然而,华氏温度计要精确得多。他使用了与罗默的尺度相同的冻结和沸腾参考点-在他的著作中被称为“极冷”和“极热”-但粗略地将尺度乘以四,将尺度上的每个标记分成更细的增量。格里戈尔写道,在华氏温标上,四个参考点是:0(盐水的综合冰点),30(普通水的冰点),90(体温)和240(水的沸点)。

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水银温度计是精确的,自18世纪以来一直在使用。但由于汞是一种危险物质,如果从破损的温度计中吸入可能致命,现在很少有政府和机构支持在家中使用汞温度计。

1724年,华氏在《哲学学报》上发表了一篇论文,描述了他的量表。同年,华氏被选入皇家学会,英国的国家科学院。格里戈尔写道:“他在皇家学会的研究使他的温度计和刻度在英国特别受欢迎,后来也在北美和大英帝国受到欢迎。华氏的测量系统,有时被称为帝国系统的一部分,与大英帝国一起周游世界。

然而,今天只有少数国家仍然使用华氏温度来测量温度。根据在线地理资源世界地图集,美国及其领土,沿着巴哈马群岛,帕劳,伯利兹,开曼群岛,密克罗尼西亚联邦和马歇尔群岛,一直坚持使用温标,尽管世界其他地区正在转向摄氏温标。

在1736年华氏去世后,华氏温标被重新校准,使其更加精确。除去盐,白开水的精确冰点和沸点分别标为华氏32度和212度。正常人的体温是98.6度。

华氏温度通常表示为一个数字,后面跟着℉,或简称为F。

摄氏度:更科学的尺度

瑞典乌普萨拉大学的固态物理学家奥洛夫·贝克曼写道:“安德斯·摄氏度应该被认为是第一个进行并发表旨在以科学理由定义国际温标的仔细实验的人。”据美国国家高磁场实验室称,摄氏度是一位瑞典天文学家,他发现了北极光(也被称为北方光)与地球磁场之间的联系,以及确定恒星亮度的方法。

在1742年提交给瑞典皇家科学院的一份提案中,摄氏度提出了一种基于两个固定点的标度:0(水的沸点)和100(水的冰点)。1744年摄氏去世后,著名的瑞典分类学家卡尔·林奈(Carl Linnaeus)建议将固定点互换,0表示水的冰点,100表示水的沸点,根据JSTOR Daily的Anders Celsius遗产,一个数字图书馆。这一比例也扩大到包括负数。

摄氏度最初称他的刻度为“Centigrade”,来自拉丁语的一百(“centi”)度(“级”),因为水的冻结和沸腾之间有100点。1948年,国际度量衡会议(Conference General des Poids et Measures)将名称改为“摄氏度”,以荣誉安德斯·摄氏度(Anders Celsius),根据美国国家标准与技术研究所(NIST)。

摄氏温标是公制的一部分,也被称为国际单位制(SI)。摄氏温度可以表示为一个度数,后跟符号℃,或简称为C。

摄氏温标在水沸腾和结冰之间有100度,而华氏温标有180度。这意味着1摄氏度等于1.8华氏度。在-40°时,两个刻度具有相同的值:-40 C = -40 F。

开尔文:科学家的绝对尺度

1848年,英国数学家和科学家威廉·汤姆森(也被称为开尔文勋爵)提出了一个绝对温标,它与冰或人体等物质的性质无关。他提出,宇宙中可能的温度范围远远超过摄氏度和华氏度提出的温度范围。根据NIST的说法,绝对最低温度的概念并不新鲜,但开尔文给了它一个确切的数字:0开尔文等于-273.15摄氏度。

“热力学温度”与基于流体冰点和熔点的温度不同,美国国家科学技术研究所真空和压力计量学专家Julia Scherschligt告诉Live Science。nbsp;你好

“热力学温度是绝对的,而不是相对于固定点。它描述了构成一团物质的粒子所包含的动能,这些粒子在亚微观水平上摆动和抖动,”她说。“随着温度的下降,粒子的速度会减慢,直到某个时候,所有的运动都停止了。这是绝对零度,是开尔文温标的基准。“

绝对零度出现在−273.15 C或−459.67 F。直到最近,科学家们还认为人类无法重现这种温度(因为要达到这种温度,必须向系统中添加能量来冷却它,这意味着系统将比绝对零度更温暖)。但在2013年,德国物理学家成功地将粒子推向了绝对零度以下的矛盾温度。

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开尔文勋爵,原名威廉·汤姆森,开尔文温标的发明者。

在开尔文看来,绝对零度是温标应该开始的地方,但为了方便起见,他使用了广为人知的摄氏温标的标记和间隔作为他自己温标的基础。因此,在开尔文温标中,水在273.15 K(0 ℃)冻结,并在373.15 K(或100 ℃)沸腾。

一个开尔文被称为一个单位,而不是一个度,等于摄氏度的一个度。开尔文温标主要被科学家使用。

2018年,开尔文被重新定义,以使其更准确,根据Metrologia杂志上的一篇论文,它的定义现在与玻尔兹曼常数联系在一起。这个常数将温度与物质内部的动能联系起来。

根据国际度量衡大会的新定义,“开尔文,符号K,是热力学温度的国际单位制;它的大小是通过固定玻尔兹曼常数的数值来设置的,该数值正好等于1.380649 × 10-23。J K-1 [焦耳每开尔文]。“

华氏温度用来测什么?华氏温度怎么定义的?

在美国,用于检测发烧等医疗目的的温度计将以华氏温度读出温度。在世界其他大部分地区,温度都是用摄氏度来测量的。

哪种比例最好?

测量温度的最佳尺度可能会因情况而异,即与您共享信息的社区。从历史上看,美国人在日常生活中使用华氏温标,包括天气和烹饪,因此在美国最好使用华氏温标测量。但大多数国家使用摄氏度,所以最好在地球仪的其他地方使用摄氏度,同时进行国际交流。最终,最适合休闲使用的量表取决于惯例和你周围的人正在使用什么。

但哪种尺度最精确呢?

“精确度并不是秤的真正特征,”Scherschligt说。相反,测量的精度取决于所使用的温度计给出的增量,以及使用它的人的技术。但只有开尔文是基于物理的,这意味着它是最准确的尺度。“

基于任何气体的物理性质的开尔文尺度,可以在宇宙中的任何地方用适当的设备和普适常数精确校准。这就是为什么科学家们在实验中经常喜欢使用开尔文温标。

转换公式

摄氏度到华氏度:乘以9,除以5,然后加上32

华氏度到摄氏度:减去32,然后乘以5,然后除以9

摄氏度到开尔文:加273

开尔文到摄氏度:减去273

华氏度到开尔文:减去32,乘以5,除以9,然后加上273.15

开尔文到华氏:减去273.15,乘以1.8,然后加上32

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