华氏他们到底是谁,温度计的发展

2019-08-22 作者:中国史   |   浏览(98)

摄氏度是目前世界使用比较广泛的一种温标,它是18世纪瑞典天文学家摄尔维斯提出来的。他把冰点定为100℃,沸点定为0℃,其间分成100等分,1等分为1度。但是,在使用中,人们感到很不方便。摄尔维斯第二年就把?a href='' target='_blank'>梦露缺淼目潭戎档叩构词褂谩S指袅侥辏琶┪镅Ъ伊帜鸵彩褂昧苏庵职芽潭鹊叩构吹奈露缺恚⒃谛胖行疲?ldquo;我是第一个设计以冰点为0℃,以沸点为100%的温度表的。这种温度表仍然称为摄氏温标。后人为了纪念摄尔维斯,用他名字的第一个字母C来表示。

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所谓温标就是温度的标准。17世纪中后期,众多发明家研制出多种多样的温度计,有的还标有刻度。但是,他们显示温度变化的标准不一。一杯热水可能在温度计上显示“32度”,而在另一个温度计上显示“115度”。 温标的种类在1740年有13种,1779年有19种。保留下来的只有三种,美国使用华氏温标,德国使用列氏温标,世界上其它的国家都使用摄氏温标。还有热力学上使用的凯氏温标。 首先认识到需要温标的是17世纪后期的家玻义耳。他的助手胡克做过多许多实验,他把玻璃管浸泡在刚刚冷冻结冰的蒸馏水中,将此时玻璃管内酒精液柱的位置定为0度,再根据酒精液柱上升程度分度。 此后,包括牛顿在内的许多科学家都研究过温标的问题。1714年,德国物理学家华伦海特做了一支带有刻度的水银温度计。他选择了三个固定点:.冰、水和氯化铵混合物的温度,定为0度;2.冰、水混合物的,定为32度;3.人体的温度,定96度。这就是今天西方国家常用的华氏温标。在华氏温标中,水的沸点是212度。 法国的列奥弥尔于1730年创设一种温标——列氏温标,他在水的冰点和沸点之间划分为80份。这是因为他注意到:标准浓度的酒精在不的冰点和沸点之间体积从1000单位胀到1080单位。他的温标每度所代表的温升相当于酒精原始体积平均膨胀了千分之一。 1732年瑞典天文学家摄尔西斯提出百分温标。他设两个固定点:水的沸点定为0度,冰点定为100度,两者之间分为100个温点。这就是现在普遍采用的百分温标(即摄氏温标,以。C表示),但现代温度计将原设计的温标颠倒了过来,取水的冰点为0度,水的沸点为100度。这一颠倒,使温标显示与人们的习惯认识相符合,更方便使用。这是1743年由法国里昂的克里斯廷首先提出的。 但不论是华氏温标,列氏温标还是摄氏温标,以测温物质的性质确定的,“经验性温标”在科学性和理论性上有一定缺陷。 英国物理学家威谦·汤姆逊(后因诸多科学成就而被封为开尔文勋爵,故又名开尔文)根据热力学第二定理和卡诺热循环理论。于1848年提出绝对热力学温标(简称绝对温标,又称开氏温标。以K表示)。绝对温标与测温物质的性质无关,因而它是一种基本的科学的温标。 两个热力学温度的比值是用两个温度之间工作的可逆热机与热源所交换的热比值来表示的。但只给出比值还不够,1954年国际计量大会决定把水的三相点的热力学温度规定为273.16K。1K就是水三相点的热力学温度的1/273.16倍,而温标的零点在水的三相点以下273.16K处,即—273.16K。这样一来,热力学温标就确定了。为纪念汤姆逊对此的贡献,后人以其封号“开尔文”作为温标单位。 目前,华氏温标在欧美使用非常普遍,摄氏温标在亚洲使用较多,列氏温标仅在法国和德国的部分场合使用,而在科学研究中多使用绝对温标。 摄氏温标(Celsiusscale,Centigradescale):以水的冰点为0oC,正常沸点为100oC,中间分成100等分,每一等分为1oC。 华氏温标(Fahrenheitscale):在美国的日常生活中,多采用这种温标。规定在一大气压下水的冰点为32度,沸点为212度,两个标准点之间分为180等分,每等分代表1度。华氏温度用字母°F表示。它与摄氏温标两点间相对应关系为180/100=9/5。换算关系为: F=C+32C= 热力学温标(Kelvinscale):以水的冰点为273.15K,正常沸点为373.15K,中间分成100等分,每一等分为1K。 冉肯氏温标(Rankinescale):以水的冰点为491.67oR,正常沸点为671.67oR,中间分成180等分,每一等分为1oR。 列氏温标(Réaumurscale):以水的冰点为0oR’,正常沸点为80oR’,中间分成80等分,每一等分为1oR’。列氏温标常用於酒精工业。 1.三种为相对温标(Relativescale),其零点是由发明者任意订定的。 2.为绝对温标(absolutescale),其零点是人类认为能够存在的最低温度,称为绝对零度(absolutezero)。绝对零度为理想气体体积为零时之温度。 3.绝对温标除与理想气体定律有关外,也与热力学有关,因此又称热力学温标。 4.绝对零度=-273.15oC=-459.67oF=0K=0oR

温度计是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。

小时候,温度计的摄氏、华氏是非常神秘的人物,大人们经常提到这两个人,却无人知道他们到底是谁……

最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564—1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。后来伽利略的学生和其他科学家,在这个基础上反复改进,如把玻璃管倒过来,把液体放在管内,把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计,他把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度;经过反复实验与核准,最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0°F,把纯水凝固时的温度定为32°F,把标准大气压下水沸腾的温度定为212°F,用°F代表华氏温度,这就是华氏温度计。

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在华氏温度计出现的同时,法国人列缪尔(1683-1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小,不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点。他反复实践发现,含有1/5水的酒精,在水的结冰温度和沸腾温度之间,其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80份,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。

温度计的华氏,其实指的是丹尼尔•华伦海特(Daniel Fahrenheit,1686年 - 1736年),他是出生于但泽之后长年定居荷兰的德裔科学家。

华氏温度计制成后又经过30多年,瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度,他把水的沸点定为零度,把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来,就成了现在的百分温度,即摄氏温度,用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为

华伦海特15岁时,因父母吃了毒菇意外死亡,他只好到阿姆斯特丹跟着亲戚学做生意。由于他对自然科学极有兴趣,所以从事「玻璃仪器」的制作贩卖,产品包括气压计、高度计和温度计。

现在英、美国家多用华氏温度,德国多用列氏温度,而世界科技界和工农业生产中,以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。

【0、32、212度】

现今人们常困惑:华氏的0度,水的冰点32度,水的沸点212度,是怎么定的?

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其实,华氏是参考丹麦科学家奥勒•罗默(Ole Romer)创立的温标而来的。当时技术可达的最低温是将水、冰和氯化铵混合而得,罗默将它定为0度,还把水的冰点定为7.5度、人的体温定为22.5度。

华氏把罗默的温标都乘以4倍以避免小数,得到了冰点30度、体温90度,再微调为32度和96度(因这两个数字更易整除)。至于,水的沸点定为212度,是因为这样,就可以将水的冰点和沸点之间划分为180度。

华氏温标很方便,很快就被欧洲科学界接受且普遍使用。

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摄氏,指的是安德斯•摄尔修斯(Anders Celsius,1701年 - 1744年),他是瑞典天文学家。

摄尔修斯于1741年创办了乌普萨拉天文台,1742年他给瑞典皇家科学院的论文中提出了摄氏温标。然而,他的温标是以水的沸点为0度,而冰点为100度;1745年,瑞典科学家卡尔•林耐将这温标颠倒,从此沿用至今。

因摄氏温标简单易记,现今绝大多数国家已扬弃华氏温标,只采用摄氏温标。

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(仍采用华氏温目标国家:美国、开曼群岛、伯利兹。美国之所以如此「顽固」,可能是因美国人日常很少遇到低于华氏0度的温度,若采用摄氏温标会有零下的温度,温度有正有负,许多人反而觉得不便)

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