攝氏度
1742 年,瑞典天文學家安德斯·攝爾修斯描述了一種有兩個固定點的溫度計。在他的溫度計上,水在零度沸騰,雪在一百度融化。越熱,數字越小。
三年後,卡爾·林奈為烏普薩拉的溫室訂製了一支刻度倒過來的溫度計,這種刻度從此沿用下來。攝爾修斯還注意到一件事:雪在任何地方都在同一溫度融化,而水的沸點卻隨氣壓而變。如今攝氏度透過克耳文來定義,0 °C 恰好等於 273.15 K。
| 記號 | °C |
| 定義 | t = T − 273.15 K,每一度與克耳文一樣大 |
| 水的特徵點 | 冰的熔點 0.00 °C · 三相點 0.01 °C · 沸點 99.97 °C(101.325 kPa) |
| 引入 | 1742 年,烏普薩拉 · 名稱「攝氏度」——CGPM 1948 |
| 標準 | ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. · ITS-90 |
| 典型值 | −89.2 °C——最低氣溫紀錄,南極洲 · 37 °C——人體 · 1538 °C——鐵熔化 |
01 · 定義
同一個克耳文,只是零點換了位置
攝氏溫度 t 就是熱力學溫度 T 平移 273.15 K。一攝氏度與一克耳文一樣大。因此溫差在兩種單位裡寫成同一個數。
水不再決定溫標。在標準氣壓下,冰在 0.00 °C 融化,水的三相點在 0.01 °C,沸點在 99.97 °C,而不正好是 100。這些零點幾度,是固定點先被精化、隨後又被放棄所留下的痕跡。
為什麼攝爾修斯的沸水是零度
兩支相同的溫度計並排而立,液柱總是一樣高,只有刻字不同。左邊是 1742 年的溫標,一百度在融雪處;右邊是現代溫標。藍色刻線是雪,紅色是沸水。
攝氏溫標的零點按冰的融化選定,而不是按沒有熱量來定。這樣的數字不能相除。換成克耳文,20 °C 是 293.15 K,10 °C 是 283.15 K。兩者之比為 1.035:只熱了百分之三點五。溫差卻很誠實:10 °C 和 10 K 是同一回事。
溫度計的零度和一百度在哪裡
玻璃管上沒有刻度,得像攝爾修斯那樣親手刻:把溫度計插進融雪,標出零度;再插進沸水,標出一百度。赭色刻線是你的標記,儀器會自動把兩者之間分成十等份。左邊是一杯雪,右邊是爐上的鍋和一只氣壓計。中間的山表示所在地的海拔:越高,氣壓越低,水沸騰得越早。在聖母峰上標出一百度,再看看你的溫度計在室內顯示多少。
把溫度計插進融雪,等液柱停下來。那個位置就是零度。
02 · 換算
| 單位 | 數值 | 固定點 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
在 −40 時,攝氏溫標和華氏溫標顯示同一個數。
德利爾和攝爾修斯在 1742 年是往下數的:越熱,數字越小。
1 °C 的溫差永遠等於 1 K 和 1.8 °F。
03 · 數量級
04 · 測量儀器
05 · 書寫規則
06 · 相鄰單位
07 · 歷史部分
攝爾修斯驗證了最關鍵的一點:無論在烏普薩拉還是瑞典北部,雪都在同一溫度融化,而沸點取決於氣壓。他提出按氣壓計讀數加以修正。因此,一百度只在標準氣壓下標定。
1954 年,基準改為水的三相點:273.16 K,即 0.01 °C。自 2019 年起,克耳文透過波茲曼常數定義,k = 1.380 649·10⁻²³ J/K。水不再決定任何東西,而 0 °C = 273.15 K 這一關係按定義依然精確。
一滴酸改變果汁的顏色,鹽為火焰染色,水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面,按學科和字母順序排列。
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