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温度的科学定义

温度计的科学定义


温度的国际单位:T

温度[temperature] 依据某个可察看现象(如水银柱的收缩),依照几种任意标度之一所测得的冷热情况。温度是物体内分子间平均动能的一种表现方式。分子运动愈快,物体愈热,即温度愈高;分子运动愈慢,物体愈冷,即温度愈低。

从分子运动论观念看,温度是物体分子平均平动动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现,含有统计意义。而关于个别分子来说,温度是没有意义的。

经典热力学中的温度没有最高温度的概念,只要理论最低温度“绝对零度”。热力学第三定律指出,“绝对零度”是无法经过有限次步骤到达的。在统计热力学中,温度被赋予了新的物理概念——描绘体系内能随体系紊乱度(即熵)变化率的强度性质热力学量。由此开创了“热力学负温度区”的全新理论范畴。通常我们生存的环境和研讨的体系都是具有无限量子态的体系,在这类体系中,内能总是随紊乱度的增加而增加,因此是不存在负热力学温度的。

而少数具有有限量子态的体系,如激光发生晶体,当持续提高体系内能,直到体系紊乱度不随内能变化而变化的时候,就达到了无穷大温度,此时再进一步提高体系内能,即到达所谓“粒子布居反转”的状态下,内能是随紊乱度的减少而增加的,因此此时的热力学温度为负值!但是这里的负温度和正温度之间不存在经典的代数关系,负温度反而是比正温度更高的一个温度!

      经过量子统计力学扩大的温标概念为:无限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度,有限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度=负无穷大温度<负温度<负绝对零度。正、负绝对零度分别是有限量子态体系热力学温度的下限和上限,均不可经过有限次步骤到达。

温度是物体内分子间平均动能的一种表现方式。分子运动愈快,物体愈热,即温度愈高;分子运动愈慢,物体愈冷,即温度愈低。这种现象被描绘为一个物体的热量,或能量效应。当以数值表示温度时,即称之为温度度数。值得留意的是,少数几个分子以至是一个分子构成的系统,由于缺乏统计的数量请求,是没有温度的意义的。  
大气层中气体的温度是气温,是气候学常用名词。它直接承受日射所影响:日射越多,气温越高。

温度的等级

科学家给地球上的气温划分了等级。  

极寒 -40℃或低于此值   奇寒 -35~-39.9℃      酷寒 -30~-34.9℃      严寒 -20~-29.9℃       
深寒 -15~-19.9℃        大寒 -10~-14.9℃     小寒 -5~-9.9℃      轻寒 -4.9~0℃ 
微寒 0~4.9℃                    凉 5~9.9℃                   温凉 10~11.9℃         微温凉 12~13.9℃  
温和 14~15.9℃   
微温和 16~17.9℃            暖和 18~19.9℃          暖 20~21.9℃          热 22~24.9℃       酷热 25~27.9℃  
暑热 28~29.9℃                炎热 30~34.9℃          奇热 35~39℃           极热 高于40℃

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。   
不同温度对音速、空气密度、声阻抗的影响如下表: 
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

温度对地球的印象

地球人类对大气的无节制排放所惹起的地球整体升温,厄尔尼诺现象 ,地球温室效应,对整个地球的生态均衡同时也影响这人类调和开展。

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