华氏温度和摄氏温度:为什么会有摄氏和华氏之分?
所谓温度,就是一个物体有多热或多冷。物体越冷,温度越低,越热,温度越高。
上述定义是非常主观的。比如一个人发烧后,对冷热的判断会和别人不一样。
要让温度成为人们能够有效交流的物理概念,我们需要提供更客观的标准,这些标准可以由一些确定的物理效应来提供。
比如“热胀冷缩”可以作为温度的标准。具体方法是选择两个固定的温度,其中一个温度极冷,比如设置为0,另一个温度极热,设置为100,然后我们选择一种热胀冷缩效果明显的材料作为测温材料。
表盘式温度计利用了两层不同热膨胀系数的金属箔堆叠在一起的卷曲效应。温度越高,复合金属箔的卷曲越严重。如图,内圈是摄氏度,外圈是华氏度。如果测温物质是液体,我们可以通过测量液体的体积变化来标记温度。
为了提高测温的准确性,我们通常把测温液体放在一个很窄的管子里,管子的横截面积A很小,这样热胀冷缩引起的体积变化δV就很小,相应的测温液体的长度变化δL也可以很明显。
华氏温标是由华氏在1714年建立的。他的做法相当于把冰水混合物的温度设定在32,把一个大气压下水的沸点设定在212。(当年沃伦·海特把冰、水、盐同比例的温度定为0,人体平均温度在华氏温标上是96)
摄氏温标(左)和华氏温标(右)
它是在1742年用摄氏温度建立的。用今天的语言来说,水的冰点定义为0,水的沸点定义为100。
常用的测温液体有水银和酒精,分别对应水银温度计和酒精温度计。
起初,华氏温标在英语国家被广泛使用。后来,随着历史的发展,除了美国,其他国家也使用了摄氏温度。