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什么是温标?温标的规定方法

十万个为什么 晴, 空 2024-1-19 02:36:04 1次浏览

  这个问题涉及到物理学中热学的两个温标:华氏温标和摄氏温标。华氏温标,一般不用小写的英文字母 f 表示,而是用大写的英文字母 F 表示。另外,温标是一种温度标准(单位制),不可以称作温度。

  

  第一,什么是温标?

  

  温标,是一种人为的规定,测量温度的一种单位制,就像测量物体的质量要用"质量标"一样。温标有华氏温标、绝对温标、摄氏温标。

  

  由于查理定律的 p-t 图像直线延长线相交于横轴,得到一个坐标(-273℃、0)(下图),所以,此时的 t=-273℃,开尔文据此创立了以-273.15℃作为零度的温标,叫做热力学温标或绝对温标,用热力学温标表示的温度叫热力学温度或叫绝对温度。精确实验证明-273℃应该是-273.15℃,即压强等于零时的温度是-273.15℃。

  

  第二、温标的规定方法。

  

  规定温标是比较复杂的,不能像规定质量标准那样,需要复杂的步骤。规定温标要具备三要素,测温物质及其测温属性、定标点、分度法。

  

  1、首先要确定选择什么样的物质作为测温物质,是水银、水、气体、还是其它的物质,且这些物质的冷热状态必须能够明显地反映客观物体的温度变化。

  

  2、确定该测温物质变化的物理量。

  

  要知道该测温物质的哪些物理量随着温度的改变将产生某种预期的改变。比如,水银温度计是用水银做测温物质,水银的体积与温度的关系是线性关系(正比例),这就是水银的测温特性。

  

  3、选定参考点

  

  要选定该物理量的两个确定的数值作为参考点,从而确定划分温度间隔的方法。例如摄氏温标的两个参考点:0℃和 100℃。

  

  摄耳修司用水银作测温物质,在一个标准大气压下,以冰的熔点或者说凝固点为零度,以水的沸点为 100 度,在 0 度和 100 度之间划分 100 等份,每一份就是 1 摄氏度。这种规定办法叫摄氏温标。

  

  第三、华氏温标的规定。

  

  华伦海特以水银作为测温物质创立了华氏温标。以 0°F 表示,他把冰的熔点定为 32°F,把水的沸点定为 212°F,把 32°F 和 212°F 划分成 180 等分,就有了两个参考点 32°F 和 212°F。现在仍在许多国家使用的华氏温标,华氏温标对应的就是华氏温度。

  

  根据规定,要将华氏温度转换为摄氏度,可以使用以下公式:即摄氏°C = (°F – 32) x 5/9。因为 100 等份与 180 等份表示物体的冷热程度相同(两个参考点都是冰的熔点和水的沸点),且比值是 5:9。以摄氏度为参照,每等份表示 1 摄氏度,而华氏度每等份只表示 5/9 摄氏度。

  

  第四,华氏温标和摄氏温标的区别。

  

  1、华氏温度计和摄氏温度计使用的都同种测温物质水银。

  

  2、都是利用了同样的测温特性,即水银柱的热胀冷缩原理。

  

  3、不同点就是规定的两个参考点和分度单位不同,造成了两种不同的温标和两种不同的温度。

  

  注意:如果选定的标准点相同,但使用了不同的测温物质,所定出来的温标也不是完全一致。正是由于测温物质和测温特性选取的不同,参考点和分度方法不同,才会有各式各样的温标。

  

  第五,温标的国际标准就是热力学温标,单位是开尔文(K)。

  

  热力学第二定律的创始人开尔文,创立了一种不依赖任何测温质的绝对真实的绝对温标,又叫热力学温标,从而统一了国际温度标准。

  

  例、如何把 100°F 转换为摄氏度?写出转换过程。

  

  要将华氏温度转换为摄氏度,可以使用以下公式:

  

  摄氏°C = (°F – 32) x 5/9

  

  其中,°F 表示华氏温度,°C 表示摄氏度。

  

  使用上述公式计算:

  

  摄氏度°C = (100 – 32) x 5/9

  

  = 68 x 5/9

  

  = 32

  

  答,100°F 相当于 32°C。

  

  练习题:64°C 相当于多少华氏度?

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