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普林斯頓大學物理系學霸講解科學中的溫度定義

教育更新时间:2024-10-05 18:47:01

溫度是客觀測量物體冷熱的一種方法，可以用溫度計或量熱計測量。它是一種确定給定系統内部能量的方法。

因為人類很容易感知一個區域内的冷熱量，所以我們可以理解溫度是現實的一個特征，我們對此有相當直觀的把握。我們中的許多人都是在醫學背景下第一次接觸體溫計的，醫生或我們的父母在我們發燒時用體溫計來測量我們的體溫。事實上，溫度在很多科學領域都是一個重要的概念，而不僅僅是在醫學。

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熱量和溫度

溫度不同于熱量，盡管這兩個概念是有聯系的。溫度是一個系統内部能量的度量，而熱量是能量從一個系統轉移到另一個系統的度量，或者是一個系統的溫度通過與另一個系統的相互作用而升高或降低的度量。至少對于氣體和液體來說，這是由動力學理論粗略描述的。動力學理論解釋說，物質吸收的熱量越多，該物質中的原子運動的速度就越快；原子運動的速度越快，溫度升高的幅度就越大。當原子開始減慢運動速度時，材料就會變冷。對于固體來說，情況會變得更複雜，但是這些基本想法是不變的。

溫标

目前，人類使用多種溫标。攝氏溫度在世界上大多數國家都在使用，它使用水的冰點作為0度，而水的沸點為100度，非常方便人們的使用。但是在美國等西方國家，華氏溫度取是最常用的。開爾文溫标在物理學中經常使用，并被調整到0開爾文等于絕對零度，這在理論上是最冷的溫度，此時所有的運動都停止了。

測量溫度

傳統的溫度計測量溫度的方法是包含一種液體，這種液體在變熱時以已知的速率膨脹，在變冷時收縮。随着溫度的變化，被控制管道内的液體沿着設備上的刻度移動。與許多現代科學一樣，我們可以追溯到遠古時代，了解如何測量溫度的起源。

公元前一世紀，希臘哲學家、數學家亞曆山大在他的著作《氣動學》中寫到溫度與空氣膨脹之間的關系。在古騰堡印刷術發明之後，它的書于1575年在歐洲出版，它的廣泛使用激勵了整個世紀最早的溫度計的發明。

發明溫度計

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意大利天文學家伽利略是有記錄以來第一批實際使用測量溫度裝置的科學家之一，盡管還不清楚他是自己建造的還是從别人那裡獲得的。早在1603年，他就使用一種叫熱測溫儀的設備來測量冷熱的量。

在整個17世紀，不同的科學家試圖創造溫度計，通過改變壓力測量裝置内的溫度。英國醫生羅伯特·弗魯德在1638年建造了一個溫度計，在儀器的物理結構中内置了一個溫度表，由此産生了第一個溫度計。

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