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生活中的物理学
1.6.4 温度计
温度计

早在1593年,物理学家伽利略曾利用空气热胀冷缩的特性,制成了第一个类似温度计的装置,但不能进行定量的测量。后来玻义耳和牛顿也曾研究过温度计。在1702年和1703年的《巴黎学报》中,记载了阿蒙顿的温度计。阿蒙顿建立了气压的改变正比于温度差的定律,并把水的沸点和冰的溶点作为二固定点,因为当时不知道水的沸点与大气压有关,所以此温度计测量温度值也有较大的误差。

荷兰人华伦海特于1686年5月14日生于德国的但泽,是一个气象仪器制造者,又擅长制作玻璃器皿。他制作了第一个比较准确的温度计。1709年选用酒精作测温物质,1714年以后又用水银作为测温物质。他把结冰的盐水混合物的温度定为0°,人体的血液温度为96°,并定冰水混合物的温度为32°。而在1724年之后,又把水的沸点212°作为一个固定点,这就是华氏温标。

法国列缪尔设计了另一种温度计,他用酒精作测温物质,把水的结冰温度定为1000,沸腾温度为1080,在其间均匀地80等分,这就是列氏温标。

目前通用的是摄氏温标(我国采用的也是摄氏温标)。1742年,瑞典天文学家摄尔修斯定水的沸点为0°,冰的熔点为100°(其间划分为100等份,每一等份为1℃)。八年后,摄尔修斯的同事M·施勒默尔才把两个固点倒过来,定水的沸点为100°,冰的熔点为0°。华氏温度与摄氏温度的换算关系为:

华氏温度=摄氏温度×+32

在18世纪,温标的种类很多,据统计1740年有13种,1779年约有19种。但现在保留下来只有华氏、列氏和摄氏温标。在英国、美国主要使用华氏温标,德国普遍使用列氏温标,而世界上较为通用的则是摄氏温标。在科学研究中,一般都使用绝对温标,即热力学温度。宇宙中温度下限为-273.15℃,称为绝对零度。以绝对零度为起点的温度称为热力学温度。-273.15℃相当于0K(0K是绝对零度)。

热力学温度与摄氏温度的关系:

T(热力学温度)=t(摄氏温度)+273.15

随着科学技术的发展和现代工业技术的需要,测温技术也不断地改进和提高,由于测温范围越来越广,根据不同的要求出现了各种温度计,常用的有:气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、煤油温度计、水银温度计、半导体温度计、光测温度计、液晶温度计等。