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温度
,创建页面,内容为“{{noteTA |G1=Physics }} thumb|right|300px|一张展示了长期全球月平均地表大气温度平均值的地图。 File:Translational…”
{{noteTA
|G1=Physics
}}
[[File:MonthlyMeanT.gif|thumb|right|300px|一张展示了长期全球月平均地表大气温度平均值的地图。]]
[[File:Translational motion.gif|thumb|right|单[[原子]][[气体]]的温度和它的原子移动时带有的[[动能]]有密切关系]]
'''温度'''是表示物体冷热程度的[[物理量]],微观上来讲是物体[[分子热运动]]的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫[[温标]]。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。温度理论上的高极点是「[[普朗克温度]]」,而理论上的低极点则是「[[绝对零度]]」。「普朗克温度」和「绝对零度」都是无法通过有限步骤达到的。目前国际上用得较多的温标有[[摄氏温标]](°C)、[[华氏温标]](°F) 、[[热力学温标]](K)和[[国际实用温标]]。
温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。值得注意的是,少数几个分子甚至是一个分子构成的系统,由于缺乏统计的数量要求,是没有温度的意义的。
温度出现在各种自然科学的领域中,包括[[物理]]、[[地质学]]、[[化学]]、[[大气科学]]及[[生物学]]等。像在物理中,二物体的热平衡是由其温度而决定,温度也会造成固体的热涨冷缩,温度也是[[热力学]]的重要参数之一。在地质学中,岩浆冷却后形成的[[火成岩]]是岩石的三种来源之一,在化学中,温度会影响[[反应速率]]及[[化学平衡]]。大气层中[[气体]]的温度是'''气温'''(Atmospheric temperature),是[[气象学]]常用名词。它直接受[[日射]]所影响:日射越多,气温越高。
温度也会影响生物体内许多的反应,[[恒温动物]]会调节自身[[体温]],若体温升高即为[[发热]],是一种医学症状。生物体也会感觉温度的冷热,但感受到的温度受[[风寒效应]]影响,因此也会和周围[[风速]]有关。
== 温度计量 ==
[[File:Pakkanen.jpg|thumb|right|一个常见的摄氏度温度计,显示冬季白天温度为{{gaps|-17|°C}}。]]
使用当代科学[[温度计]]和温度标记法进行温度计量可以追溯到18世纪早期,[[加布里埃尔·华伦海特]]使用了[[奥勒·罗默]]发明的温度计(转换成了[[水银]])和标记方式。[[华氏温标]]仍然在[[美国]]日常生活中使用。
使用温度计[[标定]]的温度可以通过[[温度换算]]转换为多种温度计量法。在当今世界大多数国家(除了[[伯利兹]]、[[缅甸]]、[[利比里亚]]和美国外),[[摄氏温标]]是最为广泛的计量法。大多数科学家使用摄氏温标,并在热力学温度上使用摄氏温标演化出来的[[热力学温标]],其起始点{{gaps|0|K}} = {{gaps|−273.15|°C}}([[绝对零点]])。在美国,工程领域、高科技行业以及美国联邦规格(民用和军用)上也会使用热力学温标和摄氏温标。在美国的其他一些工程领域,针对诸如[[燃烧]]等热力学相关标淮时也会使用[[兰金温标]](对华氏温标的调整)。
=== 单位 ===
在[[国际单位制]]中,温度的最基本单位是[[开尔文]],其符号为K。
在日常使用中,一般为了方便起见都会将其转换为摄氏温标,其中{{gaps|0|°C}}接近[[水]]的[[冰点]],{{gaps|100|°C}}则为水在海拔0M的[[沸点]]。由于液态的水滴会出现在低于零度的云层中,因此{{gaps|0|°C}}更好的定义是冰的融化点。在这种温标下,1摄氏度和{{gaps|1|K}}温度变化是一样的。
根据国际协议,<ref>[http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html The kelvin in the SI Brochure] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070926215600/http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html |date=2007-09-26 }}</ref>热力学温标和摄氏温标都通过两个固定点定义:{{link-en|维也纳标淮平均海水|Vienna Standard Mean Ocean Water}}的[[绝对零度]]和[[三相点]]。绝对零度被定义为{{gaps|0|K}}及{{gaps|−273.15|°C}}。在该温度下,所有经典分子运动都会停止,处于经典模型下的完全静止状态。在量子结构下,在绝对零度下仍然有运动和能量,被称为[[零点能量]]。物质处于其[[基态]]<ref>{{cite web
|url=http://www.calphad.com/absolute_zero.html
|title=Absolute Zero
|publisher=Calphad.com
|accessdate=2010-09-16
}}</ref>,不包含[[热能]]。水的三相点则被定义为{{gaps|273.16|K}}和{{gaps|0.01|°C}}。
而美国广泛使用的华氏温标中,水的冰点为32 °F,沸点为212 °F。
==== 转换 ====
{{main|温度单位换算}}
下面的表格展示了各温标如何转换为摄氏温标。
{|class=wikitable
|-
!width=80pt|
!width=240pt|从[[摄氏温标]]转换
!width=240pt|转换为[[摄氏温标]]
|-
!height=30pt|[[华氏温标]]
|[°F] = [°C] × {{frac|9|5}} + 32
|[°C] = ([°F] − 32) × {{frac|5|9}}
|-
!height=30pt|[[热力学温标]]
|[K] = [°C] + 273.15
|[°C] = [K] − 273.15
|-
!height=30pt|[[兰金温标]]
|[°R] = ([°C] + 273.15) × {{frac|9|5}}
|[°C] = ([°R] − 491.67) × {{frac|5|9}}
|-
!height=30pt|Delisle
|[°De] = (100 − [°C]) × {{frac|3|2}}
|[°C] = 100 − [°De] × {{frac|2|3}}
|-
!height=30pt|[[牛顿温标]]
|[°N] = [°C] × {{frac|33|100}}
|[°C] = [°N] × {{frac|100|33}}
|-
!height=30pt|[[列氏温标]]
|[°Ré] = [°C] × {{frac|4|5}}
|[°C] = [°Ré] × {{frac|5|4}}
|-
!height=30pt|[[罗氏温标]]
|[°Rø] = [°C] × {{frac|21|40}} + 7.5
|[°C] = ([°Rø] − 7.5) × {{frac|40|21}}
|}
== 温度对自然的影响 ==
温度对[[音速]]、空气[[密度]]、[[声阻抗]]有显著影响。
{| class="wikitable"
| colspan="4" align="center" | 不同温度对[[音速]]、空气[[密度]]、[[声阻抗]]的影响。
|- bgcolor="#f0f0f0"
!温度([[°C]])
!音速(m/s)
!空气密度(kg/m³)
!声阻抗(s/m³)
|-
| −10 || 325.4 || 1.341 || 436.5
|-
| −5 || 328.5 || 1.316 || 432.4
|-
| 0 || 331.5 || 1.293 || 428.3
|-
| 5 || 334.5 || 1.269 || 424.5
|-
| 10 || 337.5 || 1.247 || 420.7
|-
| 15 || 340.5 || 1.225 || 417.0
|-
| 20 || 343.4 || 1.204 || 413.5
|-
| 25 || 346.3 || 1.184 || 410.0
|-
| 30 || 349.2 || 1.164 || 406.6
|}
== 温度范例 ==
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
! rowspan=2 |
! colspan=2|温度
! rowspan=2|[[维恩位移定律|黑体电磁辐射]]峰值辐射[[波长]]<ref>The cited emission wavelengths are for black bodies in equilibrium. CODATA 2006 recommended value of {{val|2.8977685|(51)|e=-3|u=m K}} used for Wien displacement law constant ''b''.</ref>
|-
! [[热力学温标|开尔文]]
! 摄氏度
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[绝对零度]]<br />(严格按照定义)
| 0 K
| −273.15 °C
| 无
|-
| style="background:#d9d9d3"|目前达到的最低温度<ref name="ltl">{{cite web|url = http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures | title = World record in low temperatures|accessdate = 2009-05-05}}</ref>
| 100 pK
| {{gaps|−273.149|999|999|900}} °C
| 29,000 km
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[玻色–爱因斯坦凝聚]]最低温<ref name="recordcold">2003年,[[麻省理工学院]]的研究者在实验中得到了玻色–爱因斯坦凝聚的最低温度450 ±80 pK。参考资料:''Cooling Bose–Einstein Condensates Below 500 Picokelvin'', A. E. Leanhardt ''et al''., Science '''301''', 12 Sept. 2003, p. 1515. It's noteworthy that this record's peak emittance black-body wavelength of 6,400 kilometers is roughly the radius of Earth.</ref>
| 450 pK
| {{gaps|−273.149|999|999|55}} °C
| 6,400 km
|-
| style="background:#d9d9d3"|1毫开<br />(严格按照定义)
| 0.001 K
| −273.149 °C
| {{gaps|2.897|77}} m<br />(广播,[[调频广播|调频波段]])<ref>在103.456 MHz频率下,峰值辐射波长为{{gaps|2.897|77}} m。</ref>
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[宇宙微波背景辐射]]
| 2.7 K
| -270.45 °C
| 1.063 mm<br />(微波)
|-
| style="background:#d9d9d3"|维也纳标淮平均海水的[[三相点]]<br />(严格按照定义)
| 273.16 K
| 0.01 °C
| 10,608.3 nm<br />(长波[[红外线]])
|-
| style="background:#d9d9d3"|水的[[沸点]]{{ref label|water|A|A}}
| 373.1339 K
| 99.9839 °C
| 7,766.03 nm<br />(中波红外线)
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[电灯泡]]{{ref label|incadescent|B|B}}
| 2500 K
| ≈2,200 °C
| 1,160 nm<br />(接近红外线){{ref label|tungsten|C|C}}
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[乙炔|氧炔焰]]
| 3600 K
| ≈3,300 °C
| 可见光
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[太阳]]可见表面{{ref label|sun|D|D}}<ref>于2002年测量,有±3凯尔文的误差。[http://www.kis.uni-freiburg.de/~hw/astroandsolartitles.html 1989年的测量结果]为5,777.0±2.5 K。参考资料:[http://theory.physics.helsinki.fi/~sol_phys/Sol0601.pdf ''Overview of the Sun''] (Chapter 1 lecture notes on Solar Physics by Division of Theoretical Physics, Dept. of Physical Sciences, University of Helsinki).</ref>
| 5,778 K
| 5,505 °C
| 501.5 nm<br />([[颜色|绿-蓝光]])
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[闪电]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}
| 28 kK
| 28,000 °C
| 100 nm<br />(远[[紫外线]]光)
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[太阳#核心|太阳核心]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}
| 16 MK
| 1600万 °C
| 0.18 nm<br>([[X射线]])
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[核武器]]<br />(最高温度){{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>350 MK的数值是指氢弹的最高燃烧温度。原子弹的最高温度大概在50到100 MK。参考资料:''Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, 3.2.5 Matter At High Temperatures.'' [http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq3.html#nfaq3.2 Link to relevant Web page.] All referenced data was compiled from publicly available sources.</ref>
| 350 MK
| 3.5亿 °C
| 8.3×10<sup>−3</sup> nm<br />([[伽马射线]])
|-
| style="background:#d9d9d3"|桑迪亚国家实验室<br />[[Z脉冲功率设施|Z machine]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>In fact, the iron and manganese ions in the plasma averaged 3.58±0.41 GK (309±35 keV) for 3 ns (ns 112 through 115). [http://prl.aps.org/abstract/PRL/v96/i7/e075003 ''Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch at Over {{val|2|e=9}} Kelvin''], M. G. Haines ''et al.'', Physical Review Letters '''96''' (2006) 075003. [http://sandia.gov/news-center/news-releases/2006/physics-astron/hottest-z-output.html Link to Sandia's news release.]</ref>
| 2 GK
| 20亿 °C
| 1.4×10<sup>−3</sup> nm<br />(伽马射线){{ref label|zmachine|F|F}}
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[硅燃烧过程|大质量恒星最后一天]]的核心{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>大质量(>8–11倍太阳质量)恒星核心温度离开[[赫罗图]]上主序带进入[[硅燃烧过程|燃烧硅-28]]的[[氦核作用|α过程]](持续1天),依照下列顺序演变为重核元素:硫–32 →氩–36 →钙–40 →钛–44 →铬–48 →铁–52 →镍–56。在完成该序带后数分钟内,该恒星爆炸成为[[II型超新星]]。参考资料:''Stellar Evolution: The Life and Death of Our Luminous Neighbors'' (by Arthur Holland and Mark Williams of the University of Michigan). [http://umich.edu/~gs265/star.htm Link to Web site].更多资料可以参见[http://schools.qps.org/hermanga/images/Astronomy/chapter_21___stellar_explosions.htm 这里] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130411183756/http://schools.qps.org/hermanga/images/Astronomy/chapter_21___stellar_explosions.htm |date=2013-04-11 }},以及[http://cosserv3.fau.edu/~cis/AST2002/Lectures/C13/Trans/Trans.html 这里] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110814005149/http://cosserv3.fau.edu/~cis/AST2002/Lectures/C13/Trans/Trans.html |date=2011-08-14 }},另外还有来自NASA的[http://nasa.gov/worldbook/star_worldbook.html 有关星体的淮确论述]。</ref>
| 3 GK
| 30亿 °C
| 1×10<sup>−3</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3"|融合中的双[[中子星]]系统{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>[http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0507099.pdf ''Torus Formation in Neutron Star Mergers and Well-Localized Short Gamma-Ray Bursts''], R. Oechslin ''et al''. of [http://www.mpa-garching.mpg.de/ Max Planck Institute for Astrophysics.], arXiv:astro-ph/0507099 v2, 22 Feb. 2006. [http://www.mpa-garching.mpg.de/mpa/research/current_research/hl2005-10/hl2005-10-en.html An html summary].</ref>
| 350 GK
| 3500亿 °C
| 8×10<sup>−6</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3"|{{link-en|相对论重离子对撞机|Relativistic Heavy Ion Collider}}{{ref label|celciuskelvin|E|E}}<ref>Results of research by Stefan Bathe using the [http://www.phenix.bnl.gov/ PHENIX] detector on the [http://www.bnl.gov/rhic/ Relativistic Heavy Ion Collider] at [http://www.bnl.gov/world/ Brookhaven National Laboratory] in Upton, New York, U.S.A. Bathe has studied gold-gold, deuteron-gold, and proton-proton collisions to test the theory of quantum chromodynamics, the theory of the strong force that holds atomic nuclei together. [http://bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=06-56 Link to news release.]</ref>
| 1 TK
| 1万亿 °C
| 3×10<sup>−6</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[欧洲核子研究组织|CERN]]质子-核碰撞{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>[http://public.web.cern.ch/public/Content/Chapters/AboutCERN/HowStudyPrtcles/HowSeePrtcles/HowSeePrtcles-en.html How do physicists study particles?] by [http://public.web.cern.ch/public/Welcome.html CERN].</ref>
| 10 TK
| 10万亿 °C
| 3×10<sup>−7</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3"|宇宙在[[大爆炸]]之后[[普朗克时间|5.391×10<sup>−44</sup> s]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}
| [[普朗克温度|1.417×10<sup>32</sup> K]]
| 1.417×10<sup>32</sup> °C
| [[普朗克长度|1.616×10<sup>−26</sup> nm]]<br />(普朗克长度)
|}
*{{note label|water|A|A}}维也纳标淮平均海水在一个标淮大气压(101.325 kPa)下,根据热力学温度两点的定义。
*{{note label|incandescent|B|B}} 2500 K值为约数,在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值被约为300 K,以避免摄氏度值的[[假精确]]问题。
*{{note label|tungesten|C|C}}针对一个真正的黑体(钨灯丝并不是)。钨灯丝的辐射比短波要略长,因此看起来更白。
*{{note label|sun|D|D}}有效光球温度。在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值被约为273 K,以避免摄氏度值的[[假精确]]问题。
*{{note label|celsiuskelvin|E|E}}在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值已经忽略不计。
*{{note label|zmachine|F|F}}针对一个真正的黑体(等离子体并不是)。
==温度测量==
{{main|温度计}}
[[File:Black body.svg|thumb|303px|不同温度的黑体辐射频谱。随着温度下降,频谱峰值波长增加]]
由于温度会对体积、密度、声速、阻抗等物理量产生影响,因此可以通过测量这些物理量数值的变化来测量温度。目前温度测量的方法有数十种,按照测量原理可以分为以下几类:
*膨胀测温法,是采用几何量(体积、长度)作为温度的标志。如[[水银温度计]]的测量范围大约是-30~300°C,[[酒精温度计]]的测量范围大约是-115~110℃,
*电学测温法,是采用某些随温度变化的[[电阻]]等电学量作为温度的标志。[[电阻温度计]]多用于低于600℃的场合,[[热电偶]]温度计测量范围一般在1600℃以下,此外还有半导体[[热敏电阻温度计]]。
*磁学测温法,是根据[[顺磁]]物质的[[磁化率]]与温度的关系来测量温度,常用在超低温(小于1K)测量中。
*声学测温法,采用声速作为温度标志(声速的平方与温度成正比)。主要用于低温下热力学温度的测定。
*频率测温法,根据物体固有频率的变化来测量温度。石英晶体温度计的分辨率可达万分之一摄氏度。
*光学测温法,是根据[[黑体辐射]]来测量温度。如[[红外线温度计]]<ref>[http://www.lh604.net/kredtemp.htm 红外线温度仪量测原理]</ref>。
*密度测温法,如[[伽利略温度计]]。
== 参考资料 ==
{{reflist|2}}
== 外部连结 ==
{{Commons category|Temperature|温度}}
{{wiktionary}}
{{热力学}}
{{国际单位制基本单位}}
{{气象学资料与变数}}
[[Category:温度]]
[[Category:基本物理概念]]
[[Category:物理量]]
[[Category:热力学]]
[[Category:传热]]
[[Category:态函数]]
[[Category:日语借词]]
|G1=Physics
}}
[[File:MonthlyMeanT.gif|thumb|right|300px|一张展示了长期全球月平均地表大气温度平均值的地图。]]
[[File:Translational motion.gif|thumb|right|单[[原子]][[气体]]的温度和它的原子移动时带有的[[动能]]有密切关系]]
'''温度'''是表示物体冷热程度的[[物理量]],微观上来讲是物体[[分子热运动]]的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫[[温标]]。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。温度理论上的高极点是「[[普朗克温度]]」,而理论上的低极点则是「[[绝对零度]]」。「普朗克温度」和「绝对零度」都是无法通过有限步骤达到的。目前国际上用得较多的温标有[[摄氏温标]](°C)、[[华氏温标]](°F) 、[[热力学温标]](K)和[[国际实用温标]]。
温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。值得注意的是,少数几个分子甚至是一个分子构成的系统,由于缺乏统计的数量要求,是没有温度的意义的。
温度出现在各种自然科学的领域中,包括[[物理]]、[[地质学]]、[[化学]]、[[大气科学]]及[[生物学]]等。像在物理中,二物体的热平衡是由其温度而决定,温度也会造成固体的热涨冷缩,温度也是[[热力学]]的重要参数之一。在地质学中,岩浆冷却后形成的[[火成岩]]是岩石的三种来源之一,在化学中,温度会影响[[反应速率]]及[[化学平衡]]。大气层中[[气体]]的温度是'''气温'''(Atmospheric temperature),是[[气象学]]常用名词。它直接受[[日射]]所影响:日射越多,气温越高。
温度也会影响生物体内许多的反应,[[恒温动物]]会调节自身[[体温]],若体温升高即为[[发热]],是一种医学症状。生物体也会感觉温度的冷热,但感受到的温度受[[风寒效应]]影响,因此也会和周围[[风速]]有关。
== 温度计量 ==
[[File:Pakkanen.jpg|thumb|right|一个常见的摄氏度温度计,显示冬季白天温度为{{gaps|-17|°C}}。]]
使用当代科学[[温度计]]和温度标记法进行温度计量可以追溯到18世纪早期,[[加布里埃尔·华伦海特]]使用了[[奥勒·罗默]]发明的温度计(转换成了[[水银]])和标记方式。[[华氏温标]]仍然在[[美国]]日常生活中使用。
使用温度计[[标定]]的温度可以通过[[温度换算]]转换为多种温度计量法。在当今世界大多数国家(除了[[伯利兹]]、[[缅甸]]、[[利比里亚]]和美国外),[[摄氏温标]]是最为广泛的计量法。大多数科学家使用摄氏温标,并在热力学温度上使用摄氏温标演化出来的[[热力学温标]],其起始点{{gaps|0|K}} = {{gaps|−273.15|°C}}([[绝对零点]])。在美国,工程领域、高科技行业以及美国联邦规格(民用和军用)上也会使用热力学温标和摄氏温标。在美国的其他一些工程领域,针对诸如[[燃烧]]等热力学相关标淮时也会使用[[兰金温标]](对华氏温标的调整)。
=== 单位 ===
在[[国际单位制]]中,温度的最基本单位是[[开尔文]],其符号为K。
在日常使用中,一般为了方便起见都会将其转换为摄氏温标,其中{{gaps|0|°C}}接近[[水]]的[[冰点]],{{gaps|100|°C}}则为水在海拔0M的[[沸点]]。由于液态的水滴会出现在低于零度的云层中,因此{{gaps|0|°C}}更好的定义是冰的融化点。在这种温标下,1摄氏度和{{gaps|1|K}}温度变化是一样的。
根据国际协议,<ref>[http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html The kelvin in the SI Brochure] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070926215600/http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html |date=2007-09-26 }}</ref>热力学温标和摄氏温标都通过两个固定点定义:{{link-en|维也纳标淮平均海水|Vienna Standard Mean Ocean Water}}的[[绝对零度]]和[[三相点]]。绝对零度被定义为{{gaps|0|K}}及{{gaps|−273.15|°C}}。在该温度下,所有经典分子运动都会停止,处于经典模型下的完全静止状态。在量子结构下,在绝对零度下仍然有运动和能量,被称为[[零点能量]]。物质处于其[[基态]]<ref>{{cite web
|url=http://www.calphad.com/absolute_zero.html
|title=Absolute Zero
|publisher=Calphad.com
|accessdate=2010-09-16
}}</ref>,不包含[[热能]]。水的三相点则被定义为{{gaps|273.16|K}}和{{gaps|0.01|°C}}。
而美国广泛使用的华氏温标中,水的冰点为32 °F,沸点为212 °F。
==== 转换 ====
{{main|温度单位换算}}
下面的表格展示了各温标如何转换为摄氏温标。
{|class=wikitable
|-
!width=80pt|
!width=240pt|从[[摄氏温标]]转换
!width=240pt|转换为[[摄氏温标]]
|-
!height=30pt|[[华氏温标]]
|[°F] = [°C] × {{frac|9|5}} + 32
|[°C] = ([°F] − 32) × {{frac|5|9}}
|-
!height=30pt|[[热力学温标]]
|[K] = [°C] + 273.15
|[°C] = [K] − 273.15
|-
!height=30pt|[[兰金温标]]
|[°R] = ([°C] + 273.15) × {{frac|9|5}}
|[°C] = ([°R] − 491.67) × {{frac|5|9}}
|-
!height=30pt|Delisle
|[°De] = (100 − [°C]) × {{frac|3|2}}
|[°C] = 100 − [°De] × {{frac|2|3}}
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|[°N] = [°C] × {{frac|33|100}}
|[°C] = [°N] × {{frac|100|33}}
|-
!height=30pt|[[列氏温标]]
|[°Ré] = [°C] × {{frac|4|5}}
|[°C] = [°Ré] × {{frac|5|4}}
|-
!height=30pt|[[罗氏温标]]
|[°Rø] = [°C] × {{frac|21|40}} + 7.5
|[°C] = ([°Rø] − 7.5) × {{frac|40|21}}
|}
== 温度对自然的影响 ==
温度对[[音速]]、空气[[密度]]、[[声阻抗]]有显著影响。
{| class="wikitable"
| colspan="4" align="center" | 不同温度对[[音速]]、空气[[密度]]、[[声阻抗]]的影响。
|- bgcolor="#f0f0f0"
!温度([[°C]])
!音速(m/s)
!空气密度(kg/m³)
!声阻抗(s/m³)
|-
| −10 || 325.4 || 1.341 || 436.5
|-
| −5 || 328.5 || 1.316 || 432.4
|-
| 0 || 331.5 || 1.293 || 428.3
|-
| 5 || 334.5 || 1.269 || 424.5
|-
| 10 || 337.5 || 1.247 || 420.7
|-
| 15 || 340.5 || 1.225 || 417.0
|-
| 20 || 343.4 || 1.204 || 413.5
|-
| 25 || 346.3 || 1.184 || 410.0
|-
| 30 || 349.2 || 1.164 || 406.6
|}
== 温度范例 ==
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
! rowspan=2 |
! colspan=2|温度
! rowspan=2|[[维恩位移定律|黑体电磁辐射]]峰值辐射[[波长]]<ref>The cited emission wavelengths are for black bodies in equilibrium. CODATA 2006 recommended value of {{val|2.8977685|(51)|e=-3|u=m K}} used for Wien displacement law constant ''b''.</ref>
|-
! [[热力学温标|开尔文]]
! 摄氏度
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[绝对零度]]<br />(严格按照定义)
| 0 K
| −273.15 °C
| 无
|-
| style="background:#d9d9d3"|目前达到的最低温度<ref name="ltl">{{cite web|url = http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures | title = World record in low temperatures|accessdate = 2009-05-05}}</ref>
| 100 pK
| {{gaps|−273.149|999|999|900}} °C
| 29,000 km
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[玻色–爱因斯坦凝聚]]最低温<ref name="recordcold">2003年,[[麻省理工学院]]的研究者在实验中得到了玻色–爱因斯坦凝聚的最低温度450 ±80 pK。参考资料:''Cooling Bose–Einstein Condensates Below 500 Picokelvin'', A. E. Leanhardt ''et al''., Science '''301''', 12 Sept. 2003, p. 1515. It's noteworthy that this record's peak emittance black-body wavelength of 6,400 kilometers is roughly the radius of Earth.</ref>
| 450 pK
| {{gaps|−273.149|999|999|55}} °C
| 6,400 km
|-
| style="background:#d9d9d3"|1毫开<br />(严格按照定义)
| 0.001 K
| −273.149 °C
| {{gaps|2.897|77}} m<br />(广播,[[调频广播|调频波段]])<ref>在103.456 MHz频率下,峰值辐射波长为{{gaps|2.897|77}} m。</ref>
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[宇宙微波背景辐射]]
| 2.7 K
| -270.45 °C
| 1.063 mm<br />(微波)
|-
| style="background:#d9d9d3"|维也纳标淮平均海水的[[三相点]]<br />(严格按照定义)
| 273.16 K
| 0.01 °C
| 10,608.3 nm<br />(长波[[红外线]])
|-
| style="background:#d9d9d3"|水的[[沸点]]{{ref label|water|A|A}}
| 373.1339 K
| 99.9839 °C
| 7,766.03 nm<br />(中波红外线)
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[电灯泡]]{{ref label|incadescent|B|B}}
| 2500 K
| ≈2,200 °C
| 1,160 nm<br />(接近红外线){{ref label|tungsten|C|C}}
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[乙炔|氧炔焰]]
| 3600 K
| ≈3,300 °C
| 可见光
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[太阳]]可见表面{{ref label|sun|D|D}}<ref>于2002年测量,有±3凯尔文的误差。[http://www.kis.uni-freiburg.de/~hw/astroandsolartitles.html 1989年的测量结果]为5,777.0±2.5 K。参考资料:[http://theory.physics.helsinki.fi/~sol_phys/Sol0601.pdf ''Overview of the Sun''] (Chapter 1 lecture notes on Solar Physics by Division of Theoretical Physics, Dept. of Physical Sciences, University of Helsinki).</ref>
| 5,778 K
| 5,505 °C
| 501.5 nm<br />([[颜色|绿-蓝光]])
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[闪电]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}
| 28 kK
| 28,000 °C
| 100 nm<br />(远[[紫外线]]光)
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[太阳#核心|太阳核心]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}
| 16 MK
| 1600万 °C
| 0.18 nm<br>([[X射线]])
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[核武器]]<br />(最高温度){{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>350 MK的数值是指氢弹的最高燃烧温度。原子弹的最高温度大概在50到100 MK。参考资料:''Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, 3.2.5 Matter At High Temperatures.'' [http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq3.html#nfaq3.2 Link to relevant Web page.] All referenced data was compiled from publicly available sources.</ref>
| 350 MK
| 3.5亿 °C
| 8.3×10<sup>−3</sup> nm<br />([[伽马射线]])
|-
| style="background:#d9d9d3"|桑迪亚国家实验室<br />[[Z脉冲功率设施|Z machine]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>In fact, the iron and manganese ions in the plasma averaged 3.58±0.41 GK (309±35 keV) for 3 ns (ns 112 through 115). [http://prl.aps.org/abstract/PRL/v96/i7/e075003 ''Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch at Over {{val|2|e=9}} Kelvin''], M. G. Haines ''et al.'', Physical Review Letters '''96''' (2006) 075003. [http://sandia.gov/news-center/news-releases/2006/physics-astron/hottest-z-output.html Link to Sandia's news release.]</ref>
| 2 GK
| 20亿 °C
| 1.4×10<sup>−3</sup> nm<br />(伽马射线){{ref label|zmachine|F|F}}
|-
| style="background:#d9d9d3"|[[硅燃烧过程|大质量恒星最后一天]]的核心{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>大质量(>8–11倍太阳质量)恒星核心温度离开[[赫罗图]]上主序带进入[[硅燃烧过程|燃烧硅-28]]的[[氦核作用|α过程]](持续1天),依照下列顺序演变为重核元素:硫–32 →氩–36 →钙–40 →钛–44 →铬–48 →铁–52 →镍–56。在完成该序带后数分钟内,该恒星爆炸成为[[II型超新星]]。参考资料:''Stellar Evolution: The Life and Death of Our Luminous Neighbors'' (by Arthur Holland and Mark Williams of the University of Michigan). [http://umich.edu/~gs265/star.htm Link to Web site].更多资料可以参见[http://schools.qps.org/hermanga/images/Astronomy/chapter_21___stellar_explosions.htm 这里] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130411183756/http://schools.qps.org/hermanga/images/Astronomy/chapter_21___stellar_explosions.htm |date=2013-04-11 }},以及[http://cosserv3.fau.edu/~cis/AST2002/Lectures/C13/Trans/Trans.html 这里] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110814005149/http://cosserv3.fau.edu/~cis/AST2002/Lectures/C13/Trans/Trans.html |date=2011-08-14 }},另外还有来自NASA的[http://nasa.gov/worldbook/star_worldbook.html 有关星体的淮确论述]。</ref>
| 3 GK
| 30亿 °C
| 1×10<sup>−3</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3"|融合中的双[[中子星]]系统{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>[http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0507099.pdf ''Torus Formation in Neutron Star Mergers and Well-Localized Short Gamma-Ray Bursts''], R. Oechslin ''et al''. of [http://www.mpa-garching.mpg.de/ Max Planck Institute for Astrophysics.], arXiv:astro-ph/0507099 v2, 22 Feb. 2006. [http://www.mpa-garching.mpg.de/mpa/research/current_research/hl2005-10/hl2005-10-en.html An html summary].</ref>
| 350 GK
| 3500亿 °C
| 8×10<sup>−6</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3"|{{link-en|相对论重离子对撞机|Relativistic Heavy Ion Collider}}{{ref label|celciuskelvin|E|E}}<ref>Results of research by Stefan Bathe using the [http://www.phenix.bnl.gov/ PHENIX] detector on the [http://www.bnl.gov/rhic/ Relativistic Heavy Ion Collider] at [http://www.bnl.gov/world/ Brookhaven National Laboratory] in Upton, New York, U.S.A. Bathe has studied gold-gold, deuteron-gold, and proton-proton collisions to test the theory of quantum chromodynamics, the theory of the strong force that holds atomic nuclei together. [http://bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=06-56 Link to news release.]</ref>
| 1 TK
| 1万亿 °C
| 3×10<sup>−6</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3" |[[欧洲核子研究组织|CERN]]质子-核碰撞{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}<ref>[http://public.web.cern.ch/public/Content/Chapters/AboutCERN/HowStudyPrtcles/HowSeePrtcles/HowSeePrtcles-en.html How do physicists study particles?] by [http://public.web.cern.ch/public/Welcome.html CERN].</ref>
| 10 TK
| 10万亿 °C
| 3×10<sup>−7</sup> nm<br />(伽马射线)
|-
| style="background:#d9d9d3"|宇宙在[[大爆炸]]之后[[普朗克时间|5.391×10<sup>−44</sup> s]]{{ref label|celsiuskelvin|E|E}}
| [[普朗克温度|1.417×10<sup>32</sup> K]]
| 1.417×10<sup>32</sup> °C
| [[普朗克长度|1.616×10<sup>−26</sup> nm]]<br />(普朗克长度)
|}
*{{note label|water|A|A}}维也纳标淮平均海水在一个标淮大气压(101.325 kPa)下,根据热力学温度两点的定义。
*{{note label|incandescent|B|B}} 2500 K值为约数,在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值被约为300 K,以避免摄氏度值的[[假精确]]问题。
*{{note label|tungesten|C|C}}针对一个真正的黑体(钨灯丝并不是)。钨灯丝的辐射比短波要略长,因此看起来更白。
*{{note label|sun|D|D}}有效光球温度。在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值被约为273 K,以避免摄氏度值的[[假精确]]问题。
*{{note label|celsiuskelvin|E|E}}在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值已经忽略不计。
*{{note label|zmachine|F|F}}针对一个真正的黑体(等离子体并不是)。
==温度测量==
{{main|温度计}}
[[File:Black body.svg|thumb|303px|不同温度的黑体辐射频谱。随着温度下降,频谱峰值波长增加]]
由于温度会对体积、密度、声速、阻抗等物理量产生影响,因此可以通过测量这些物理量数值的变化来测量温度。目前温度测量的方法有数十种,按照测量原理可以分为以下几类:
*膨胀测温法,是采用几何量(体积、长度)作为温度的标志。如[[水银温度计]]的测量范围大约是-30~300°C,[[酒精温度计]]的测量范围大约是-115~110℃,
*电学测温法,是采用某些随温度变化的[[电阻]]等电学量作为温度的标志。[[电阻温度计]]多用于低于600℃的场合,[[热电偶]]温度计测量范围一般在1600℃以下,此外还有半导体[[热敏电阻温度计]]。
*磁学测温法,是根据[[顺磁]]物质的[[磁化率]]与温度的关系来测量温度,常用在超低温(小于1K)测量中。
*声学测温法,采用声速作为温度标志(声速的平方与温度成正比)。主要用于低温下热力学温度的测定。
*频率测温法,根据物体固有频率的变化来测量温度。石英晶体温度计的分辨率可达万分之一摄氏度。
*光学测温法,是根据[[黑体辐射]]来测量温度。如[[红外线温度计]]<ref>[http://www.lh604.net/kredtemp.htm 红外线温度仪量测原理]</ref>。
*密度测温法,如[[伽利略温度计]]。
== 参考资料 ==
{{reflist|2}}
== 外部连结 ==
{{Commons category|Temperature|温度}}
{{wiktionary}}
{{热力学}}
{{国际单位制基本单位}}
{{气象学资料与变数}}
[[Category:温度]]
[[Category:基本物理概念]]
[[Category:物理量]]
[[Category:热力学]]
[[Category:传热]]
[[Category:态函数]]
[[Category:日语借词]]