什么是溫度？定義與測量溫度

用最直觀的術(shù)語來說，溫度是指事物有多熱或有多冷。了解有關(guān)溫度的更多信息，溫度可以衡量物體中顆粒的平均動能，并通過測驗問題測試您的知識。

溫度定義

溫度是對事物有多冷或多冷的量度；具體來說，是物體中粒子平均動能的量度，是與運動相關(guān)的一種能量。但是，有多熱，有多冷呢？冷熱這兩個術(shù)語不是很科學。如果我們真的想指定事物的溫度是多少，我們必須使用溫度。例如，鐵水有多熱？為了回答這個問題，物理科學家將測量液態(tài)金屬的溫度。用溫度代替冷熱之類的文字可以減少混亂。

溫度取決于顆粒的動能

所有物質(zhì)都是由不斷運動的粒子（原子或分子）組成。因為粒子在運動，所以它們具有動能。粒子運動得越快，它們具有的動能就越大。溫度與動能有什么關(guān)系？嗯，如該圖所示，物體的粒子具有的動能越多，物體的溫度就越高。

溫度是平均水平。物質(zhì)粒子一直在運動，但是它們并非始終都以相同的速度和相同的方向運動。正如我們在該圖中看到的那樣，粒子的運動是隨機的。物體中的物質(zhì)粒子向不同的方向移動，有些粒子的移動速度比其他粒子快。結(jié)果，一些粒子比其他粒子具有更多的動能。那么，什么決定了物體的溫度呢？一個物體的溫度是粒子動能的最佳近似值。當我們測量物體的溫度時，我們將測量物體中顆粒的平均動能。

平均而言，溫度越高，物質(zhì)分子的移動速度越快。染料在熱水中的擴散速度將比冷水更快。這是由于分子運動的增加。溫度與所涉及的分子數(shù)量無關(guān)。在給定條件下，10毫升和100毫升沸水樣品的溫度相等。這意味著對于兩種不同量的水，分子的平均動能是相同的。

杯子和茶壺中的茶溫度是相同的。

在此圖像中，茶壺中的茶比杯子中的茶多，但是杯子中的茶的溫度與茶壺中的茶的溫度相同。

測量溫度

由于分子是如此之小，因此必須使用間接方法來測量物質(zhì)分子的動能。當熱量加到物質(zhì)上時，分子運動得更快。這種增加的運動導(dǎo)致大多數(shù)材料占用的體積或空間量略有增加。有些設(shè)備使用物質(zhì)的膨脹來間接測量溫度。這種設(shè)備稱為溫度計。

溫度計有很多類型。許多溫度計是裝滿液體的細玻璃管。溫度計中經(jīng)常使用汞和酒精，因為它們在很大的溫度范圍內(nèi)都會保持液態(tài)。溫度的變化會引起液體體積的微小變化。但是，當液體在溫度計的細管中膨脹時，這種影響會放大。

溫度計

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一些溫度計涉及雙金屬條的使用。在這樣的溫度計中，由兩種不同金屬制成的條被粘結(jié)或膠合在一起。因為金屬以不同的速度膨脹，所以組合的帶材在加熱時會朝某個方向彎曲。冷卻時，它會向相反的方向彎曲。下圖顯示了用作恒溫器的雙金屬條。甲恒溫器是用于控制加熱和冷卻系統(tǒng)的裝置。

一些經(jīng)常在水族箱外部使用的溫度計包含液晶，這些液晶會根據(jù)溫度而改變顏色。隨著溫度升高，液晶分子彼此碰撞越來越多。這會導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進而影響其顏色。這些溫度計能夠準確確定65 F至85 F之間的溫度。

嬰兒體溫計

沒有標記或刻度的溫度計對您不是很有用。通過標記兩個固定點來校準溫度計。這些固定點之間的空間分為度數(shù)。度數(shù)用于指示溫度。目前，通常使用三種類型的溫度標度：攝氏，華氏和開爾文。我們習慣用華氏度（F）表示溫度。科學家通常使用攝氏度（C），但開爾文（K）是溫度的國際單位制。

由于熱膨脹，溫度計可以測量溫度。熱膨脹是由于溫度升高引起的物質(zhì)體積增加。隨著物質(zhì)變熱，其顆粒移動得更快。粒子本身不膨脹；它們只是散開，以便整個物質(zhì)膨脹。對于給定的溫度變化，不同的物質(zhì)會以不同的量膨脹。將溫度計插入熱物質(zhì)中時，溫度計內(nèi)的液體會膨脹并上升。您可以通過測量溫度計中液體的膨脹來測量物質(zhì)的溫度。