什么是溫度？定義與測(cè)量溫度

用最直觀的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，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(dòng)能，并通過(guò)測(cè)驗(yàn)問(wèn)題測(cè)試您的知識(shí)。

溫度定義

溫度是對(duì)事物有多冷或多冷的量度；具體來(lái)說(shuō)，是物體中粒子平均動(dòng)能的量度，是與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的一種能量。但是，有多熱，有多冷呢？冷熱這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)不是很科學(xué)。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(gè)問(wèn)題，物理科學(xué)家將測(cè)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(dòng)能

所有物質(zhì)都是由不斷運(yùn)動(dòng)的粒子（原子或分子）組成。因?yàn)榱Ｗ釉谶\(yùn)動(dòng)，所以它們具有動(dòng)能。粒子運(yùn)動(dòng)得越快，它們具有的動(dòng)能就越大。溫度與動(dòng)能有什么關(guān)系？嗯，如該圖所示，物體的粒子具有的動(dòng)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(yùn)動(dòng)，但是它們并非始終都以相同的速度和相同的方向運(yùn)動(dòng)。正如我們?cè)谠搱D中看到的那樣，粒子的運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的。物體中的物質(zhì)粒子向不同的方向移動(dòng)，有些粒子的移動(dòng)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(dòng)能。那么，什么決定了物體的溫度呢？一個(gè)物體的溫度是粒子動(dòng)能的最佳近似值。當(dāng)我們測(cè)量物體的溫度時(shí)，我們將測(cè)量物體中顆粒的平均動(dòng)能。

平均而言，溫度越高，物質(zhì)分子的移動(dòng)速度越快。染料在熱水中的擴(kuò)散速度將比冷水更快。這是由于分子運(yùn)動(dòng)的增加。溫度與所涉及的分子數(shù)量無(wú)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(duì)于兩種不同量的水，分子的平均動(dòng)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(cè)量溫度

由于分子是如此之小，因此必須使用間接方法來(lái)測(cè)量物質(zhì)分子的動(dòng)能。當(dāng)熱量加到物質(zhì)上時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)得更快。這種增加的運(yùn)動(dòng)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(lái)間接測(cè)量溫度。這種設(shè)備稱為溫度計(jì)。

溫度計(jì)有很多類型。許多溫度計(jì)是裝滿液體的細(xì)玻璃管。溫度計(jì)中經(jīng)常使用汞和酒精，因?yàn)樗鼈冊(cè)诤艽蟮臏囟确秶鷥?nèi)都會(huì)保持液態(tài)。溫度的變化會(huì)引起液體體積的微小變化。但是，當(dāng)液體在溫度計(jì)的細(xì)管中膨脹時(shí)，這種影響會(huì)放大。

溫度計(jì)

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一些溫度計(jì)涉及雙金屬條的使用。在這樣的溫度計(jì)中，由兩種不同金屬制成的條被粘結(jié)或膠合在一起。因?yàn)榻饘僖圆煌乃俣扰蛎洠越M合的帶材在加熱時(shí)會(huì)朝某個(gè)方向彎曲。冷卻時(shí)，它會(huì)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(jì)包含液晶，這些液晶會(huì)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(lái)越多。這會(huì)導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而影響其顏色。這些溫度計(jì)能夠準(zhǔn)確確定65 F至85 F之間的溫度。

嬰兒體溫計(jì)

沒(méi)有標(biāo)記或刻度的溫度計(jì)對(duì)您不是很有用。通過(guò)標(biāo)記兩個(gè)固定點(diǎn)來(lái)校準(zhǔn)溫度計(jì)。這些固定點(diǎn)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(biāo)度：攝氏，華氏和開(kāi)爾文。我們習(xí)慣用華氏度（F）表示溫度?？茖W(xué)家通常使用攝氏度（C），但開(kāi)爾文（K）是溫度的國(guó)際單位制。

由于熱膨脹，溫度計(jì)可以測(cè)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(dòng)得更快。粒子本身不膨脹；它們只是散開(kāi)，以便整個(gè)物質(zhì)膨脹。對(duì)于給定的溫度變化，不同的物質(zhì)會(huì)以不同的量膨脹。將溫度計(jì)插入熱物質(zhì)中時(shí)，溫度計(jì)內(nèi)的液體會(huì)膨脹并上升。您可以通過(guò)測(cè)量溫度計(jì)中液體的膨脹來(lái)測(cè)量物質(zhì)的溫度。