温度单位和温度单位转换

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作者:Heikki Laurila  发布时间:2017年2月21号 下午9:26:02

 

了解温度、温标、温度单位和温度单位转换。

 

图片说明

 

上面的信息图是几种常见温度下温度单位之间的快速比较。当然,室温是会变化的,人体温度也不总是37°C(98.6°F)。而且,水的沸点取决于气压,并不总是100°C。但在适当加热下,真正芬兰的桑拿房是至少100°C(212°F)的…:-)

 

不久前,写了一篇关于压力单位的博客时,思考着写一篇类似的温度单位及其转换的文章也不错。让我们先看一下温度究竟是什么,然后一些最常见的温度单位,最后是它们之间的转换。

 

我们在网站上开发了一个温度单位转换器, 单击下面的链接访问它:

 

温度单位转换器(英文)

 

温度究竟是什么?

 

温度是一个集约量,描述物质的能量状态。所有的材料都有不断运动、振动或旋转的原子和分子。简单理解的话,它们运动越快,材料的温度就越高。物体的温度可以由其原子和分子的平均动能来定义,这是一个我们相对容易理解的温度定义。开尔文是基本物理量的单位,称为热力学温度(T),目前定义为水三相点的热力学温度的1 / 273.16(恰好为0.01°C / 32.02°F)。

 

那么,什么是热的什么是冷的?

 

这些都是相对的,所以用冷热描述不是很准确或科学。所以我们需要更具体的方法来描述温度。最近几个世纪以来已经发展了几种不同的温标和单位。由于世界不同地区使用了不同的量度,因此仍有几种不同的量度在使用。一些旧的温标的实际规格最初并不是非常准确(例如人体温度),但后来又创建了具体而准确的参考点和规格。
对于高温,没有任何限制,可以达到很高的温度。例如,太阳表面的温度为5800开尔文,而太阳内部的温度高达1360万开尔文。

 

但对于低温端,存在一个非常具体的限制,即绝对零度,这是可能的最低温度。绝对零度是一种可能无法实现的理论状态。从理论上讲,原子的所有运动都会几乎完全停止,只保留量子力学零点能量。绝对零温度等于0开尔文,-273.15摄氏度或-459.67°华氏度。在外太空,温度非常低,宇宙的平均温度小于3开尔文。

 

接下来让我们来看看一些最常见的温标和单位。

 

国际温标

 

热力学温度很难测量,实际测量的几个国际温标已经公布:

 

ITS-27; 1927年国际温度标准
IPTS-48; 1948年国际实用温标
IPTS-68; 1968年国际实用温标
ITS-90; 1990年国际温标

 

还使用了一些额外的量度,例如PLTS-2000,以改进0.9mk…1K范围内极低温度的测量(2000年的临时低温刻度)。

 

根据国际协议,目前的ITS-90温标是基于前面提到的热力学温度(T)。该温标规定了校准特定类型温度计的方法,其结果在世界各地都是精确和可重复的。同时,数值也被认为尽可能接近当时的实际热力学温度(t)。实现ITS-90温标的方法包括固定点和在固定值之间插入温度的函数。

 

ITS-90温标中的固定点如下:

 

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温度单位

 

开尔文(K)

 

开尔文是SI制(国际单位制)的基本温度单位。开尔文单位的缩写是K(没有度数和度数标志)。凯尔文单位于1848年由威廉汤姆森(Lord Kelvin)首次提出。

 

如前所述,开尔文目前定义为水三相点的热力学温度的1 / 273.16,绝对零点为0 K.一开尔文的大小与摄氏度相同。融冰的温度为273.15K(水的三相点为273.16K)。

 

开尔文常被用于科学技术。不管怎样,它在日常生活中并没有那么常用。以ITS-90表示的开尔文温度符号是大写字母T90。

 

开尔文的新定义有望在不久的将来发表,将开尔文与玻尔兹曼常数联系起来,继续用基本物理常数定义所有国际单位制。

 

摄氏度(℃)

 

在国际单位制中,摄氏度是温度的衍生单位,开尔文是基本单位。摄氏度的缩写是°C(摄氏度),一摄氏度的大小与一开尔文的大小相同。这个单位和实际的摄氏度是由瑞典人安德烈亚斯在1742年首次提出的。温标的两个主要参考点是水的冰点(或冰的熔点),定义为0°C,水的沸点为100°C。

 

冰的熔点是一个相对准确的温度(假设您已经净化了冰,并且它被适当搅拌),但是在实践中,水的沸点并不是一个准确的温度,因为沸点很大程度上取决于大气压。由于摄氏度是开尔文的国际单位制,它也与ITS-90相连,其符号是小写字母T90。就ITS-90而言,冰的熔点略低于0°C,正常大气压下的水沸点约为99.974°C。

 

(Celsius degree)摄氏度单位比开尔文更适合日常使用,在全球非常流行,虽然在美国没有那么多的使用。摄氏度有时也被称为摄氏度(Centigrade)。

 

华氏度(°F)

 

华氏单位的缩写是°F。华氏温标是荷兰人加布里埃尔·华氏在1724年首次引进的。该量度的两个主要参考点是水的冰点指定为32°F,人体温度指定为96°F。

 

在实践中,很容易看出人体的温度不是一个非常精确的定义。

 

现在,华氏温标被重新定义为冰的熔点正好是32°F,水的沸点正好是212°F。在修订后的温标上,人体的温度大约是98°F。

 

在许多地区,华氏温度已被摄氏温度单位取代,但华氏温度仍在美国、加勒比地区使用,在澳大利亚和英国也与摄氏温度同时使用。

 

兰金(°R,°RA)

 

兰金温标缩写为°R或°RA。兰金温标是1859年苏格兰威廉朗肯提出的,因此在开尔文温标之后的几年,兰金温标的参考点是0°R的绝对零点,与开尔文温标一样。 一个兰金度的大小与一个华氏度的大小相同,但零点是非常不同的。 水的冰点等于兰金的491.67°。

 

兰金不是一个广泛使用的温标。 它被用于美国的某些技术领域,但NIST不再推荐使用兰金。

 

Réaumur (°Ré, °Re)

 

列氏温标由列奥谬尔于1730年引进。参考点为水的冰点0°Ré,水的沸点80°Ré。

 

列氏温标曾在欧洲和俄罗斯的一些地区使用,但在上个世纪基本消失了。

 

温度单位之间的转换

 

下表提供了将温度读数从一个单位转换为另一个单位的计算公式。

 

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CGS温度单位

 

缩写“CGS”来自单词“厘米-克-秒”。正如这些词所暗示的,cgs系统是公制的一种变体,但它不使用米,而是使用厘米作为长度单位,不使用千克,而是使用克作为质量单位。不同的CGS机械单位是从这些CGS基本单位衍生出来的。

 

CGS是一个相当古老的单位制,主要由MKS(米-千克-秒)单位制取代,然后由国际单位制取代。然而,有时您还是会碰到一些CGS单位。

 

CGS单位制没有自己的温度单位,所以使用相同的温度单位:开尔文、摄氏度和华氏度。

 

温度单位转换器

 

我知道上面的转换表可能不是很容易使用的…

 

我们在我们的网站上开发了一个免费且易于使用的温度单位转换器,可以在上述5种不同的温度单位之间进行转换。希望您会发现这个转换器很有用。

 

温度单位转换器(英文)