摄氏度
1742 年,瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯描述了一种有两个固定点的温度计。在他的温度计上,水在零度沸腾,雪在一百度融化。越热,数字越小。
三年后,卡尔·林奈为乌普萨拉的温室订制了一支刻度倒过来的温度计,这种刻度从此沿用下来。摄尔修斯还注意到一件事:雪在任何地方都在同一温度融化,而水的沸点却随气压而变。如今摄氏度通过开尔文来定义,0 °C 恰好等于 273.15 K。
| 记号 | °C |
| 定义 | t = T − 273.15 K,每一度与开尔文一样大 |
| 水的特征点 | 冰的熔点 0.00 °C · 三相点 0.01 °C · 沸点 99.97 °C(101.325 kPa) |
| 引入 | 1742 年,乌普萨拉 · 名称“摄氏度”——CGPM 1948 |
| 标准 | ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. · ITS-90 |
| 典型值 | −89.2 °C——最低气温纪录,南极洲 · 37 °C——人体 · 1538 °C——铁熔化 |
01 · 定义
同一个开尔文,只是零点换了位置
摄氏温度 t 就是热力学温度 T 平移 273.15 K。一摄氏度与一开尔文一样大。因此温差在两种单位里写成同一个数。
水不再决定温标。在标准气压下,冰在 0.00 °C 融化,水的三相点在 0.01 °C,沸点在 99.97 °C,而不正好是 100。这些零点几度,是固定点先被精化、随后又被放弃留下的痕迹。
为什么摄尔修斯的沸水是零度
两支相同的温度计并排而立,液柱总是一样高,只有刻字不同。左边是 1742 年的温标,一百度在融雪处;右边是现代温标。蓝色刻线是雪,红色是沸水。
摄氏温标的零点按冰的融化选定,而不是按没有热量来定。这样的数字不能相除。换成开尔文,20 °C 是 293.15 K,10 °C 是 283.15 K。两者之比为 1.035:只热了百分之三点五。温差却很诚实:10 °C 和 10 K 是一回事。
温度计的零度和一百度在哪里
玻璃管上没有刻度,得像摄尔修斯那样亲手刻:把温度计插进融雪,标出零度;再插进沸水,标出一百度。赭色刻线是你的标记,仪器会自动把两者之间分成十等份。左边是一杯雪,右边是炉上的锅和一只气压计。中间的山表示所在地的海拔:越高,气压越低,水沸腾得越早。在珠穆朗玛峰上标出一百度,再看看你的温度计在室内显示多少。
把温度计插进融雪,等液柱停下来。那个位置就是零度。
02 · 换算
| 单位 | 数值 | 固定点 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
在 −40 时,摄氏温标和华氏温标显示同一个数。
德利尔和摄尔修斯在 1742 年是往下数的:越热,数字越小。
1 °C 的温差永远等于 1 K 和 1.8 °F。
03 · 数量级
04 · 测量仪器
05 · 书写规则
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
摄尔修斯验证了最关键的一点:无论在乌普萨拉还是瑞典北部,雪都在同一温度融化,而沸点取决于气压。他提出按气压计读数加以修正。因此,一百度只在标准气压下标定。
1954 年,基准改为水的三相点:273.16 K,即 0.01 °C。自 2019 年起,开尔文通过玻尔兹曼常数定义,k = 1.380 649·10⁻²³ J/K。水不再决定任何东西,而 0 °C = 273.15 K 这一关系按定义依然精确。
一滴酸改变果汁的颜色,盐给火焰染色,水被轻敲一下就结冰。下面是 Simetrium 的全部页面,按学科和字母顺序排列。
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