温度是表示冷热的物理量或系统中原子或分子的平均动能的量度。它是热能的表现,存在于所有物质中,当一个物体与另一个更冷或更热的物体接触时,它是热量发生的来源,一种能量流动。温度不应与热量混淆。
温度是用温度计测量的。温度计在历史上使用各种参考点和测温物质进行定义的各种温标中进行校准。最常见的标度是摄氏标度(以前称为摄氏度,表示为 C)、华氏标度(表示为 F)和开尔文标度(表示为 K),最后一种主要用于科学目的国际单位制(SI) 公约。
最低理论温度绝对为零,在该温度下,无法从物体中提取更多热能。实验上,它只能非常接近(100 pK),但无法达到,这在热力学第三定律中得到了认可。
温度标度有两种不同:选择为零度的点和标度上增量单位或度数的大小。
摄氏温度( C) 用于世界大部分地区的常见温度测量。它是由历史进步发展起来的经验量表,导致它的归零0 C由水的冰点定义,附加度数定义为在海平面大气压下, 100 C是水的沸点。因为有100度的间隔,所以被称为摄氏刻度。自从国际单位制中的开尔文标准化以来,它随后被重新定义为开尔文标度上的等效固定点,因此温度增加 1 摄氏度与增加 1 摄氏度相同1 开尔文,尽管它们的附加偏移量正好为 273.15。
绝对零
在温度绝对为零时,没有能量可以作为热从物质中去除,这一事实在热力学第三定律中得到了表达。在这个温度下,物质不包含宏观热能,但仍具有不确定性原理所预测的量子力学零点能量,尽管这并未进入绝对温度的定义中。实验上,绝对零只能非常接近;它永远无法达到(实验达到的最低温度是 100 pK)。从理论上讲,在绝对零温度的物体中,其粒子的所有经典运动都已停止,并且在经典意义上它们处于完全静止状态。绝对零,定义为0 K , 正好等于 273.15 C,或 459.67 F。
绝对比例
参考玻尔兹曼常数、麦克斯韦-玻尔兹曼分布和玻尔兹曼熵的统计力学定义,与 Gibbs 定义不同,用于独立移动的微观粒子,不考虑粒子间势能,根据国际协议,温度刻度被定义并被称为绝对的,因为它独立于特定测温物质和温度计机制的特性。除了绝对零,它没有参考温度。它被称为开尔文量表,广泛用于科学和技术。开尔文(这个词用小写字母拼写k) 是国际单位制(SI) 中的温度单位。相对于绝对零,处于自身热力学平衡状态的物体的温度始终为正。
国际开尔文量表
许多科学测量使用开尔文温标(单位符号:K),以纪念首先定义它的物理学家而命名。这是一个绝对规模。它的数值零点,0K,是温度的绝对零。自 2019年5月以来,其度数已通过粒子动力学理论和统计力学定义。在国际单位制(SI) 中,开尔文的大小是通过对微观粒子平均动能的各种经验测量来定义的。它根据玻尔兹曼常数进行数值评估,其值由国际惯例定义为固定值。
理解了温度,再来看一看温度测量。
温度测量(也称为