科技研究需要工具和量化，反过来工具的开发也需要科技相关的知识或思维作为基础。
温度测量系统对于热力学自然是非常重要的。此外，温度与人们的生活和生产密切相关。
“春江水暖鸭先知”，“冬夜寒夜长”，人和动物都能深切感受到自然环境的变化。
温度是表示物体冷热程度的物理量。微观上是一个物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，用来测量物体温度值的刻度称为温标。
先来了解一下我们现在使用的两种温标系统:华氏温标和摄氏温标。
华氏，摄氏，我们称之为吴和苏，但这是两个外国人和两个男人。华氏的英文名是Fahrenheit而不是H，摄氏的英文名是Celsius而不是S switch。
华氏温标:是德国华氏在1714年创立的温标。它以水银为测温物质，测定出冰的熔点和沸点分别为32度和212度，中间有180等份，表示为℉。
摄氏温标:1740年，瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下，冰水混合物的温度定为0℃，水的沸点定为100℃。温度根据水的两个固定温度点分级。间作两点为100等份，每个区间称为1℃，记为1℃。
华氏= 32度+摄氏× 1.8度
C =(华氏32度)÷ 1.8
比如我们体感温度的对应关系:30°C = 86°f。
有一个简单的方法来估计华氏温度和摄氏温度之间的转换。有华氏三度，倒个位数，十位数，大概等于对应的摄氏度。
40华氏度= 04摄氏度
61华氏度= 16摄氏度。
8F = 28C
1 为什么有32这个参数？如何在测量温度的仪器上标出刻度，如何确定物质的冰点和沸点，这些都是人为规定的，但肯定是合理的。并且会朝着更合理的方向改善。
荷兰人沃伦·海特想出了一个统一温度计上刻度的办法。他把温度计放在冰、雪和盐的混合物中，看到玻璃管中的水银下降的地方，于是在玻璃管上刻了一条线。此时的温度计被认为是零度(当时已知的最低温度)。然后把温度计放在嘴里(量体温)，看水银柱上升的地方，刻一条线。将两条线平均分成24个正方形，一个正方形为一个度数。后来他觉得这个格子太大了，把每个格子分成4格，一共做了96格，从0度到96度不等。用同样大小的网格，雕刻零度以下和96度以上的度数。其他液体(如酒精)也可以用同样的方法进行校准。许多人已经采用了这种带刻度的温度计。因为是沃伦·海特创造的，所以叫华氏温度计，测量的度数就是华氏的度数，用 " f " 表示。比如水的冰点是32华氏度，就写成 " 32 ℉ " 。水的沸点是华氏212度，所以写成 " 212 ℉ " 。
如果液体中溶解了少量的其他物质(或杂质)，即使量很少，物质的凝固点也会发生很大的变化。比如盐溶于水，熔点(固液相共存并平衡的温度)会显著下降。海水是溶解了盐的水，冬天海水的结冰温度比河水低，就是这个原因。饱和盐水的熔点可以降低到-22℃左右。
其实把水的冰点定在32度应该是偶然的。最先确定的两点应该是冰水混合物的低点和体温的高点，要平分。然后确定冰水的冰点和沸点。
沃伦·海特制造了两种温度计——一种是酒精温度计，另一种是水银温度计。根据他在1724年发表的第一篇论文，他当时使用的温度计选取了两个固定点:冷冻盐水混合物的温度和人体血液的温度，并将它们之间的间隔分为96度。从他1724年发表的第二篇论文开始，他也使用了由冰水混合物决定的第三不动点。我们引用这篇论文如下:“这些温度计的刻度仅用于从0度到96度的气象观测。这个刻度依赖于三个固定点的测量。它们是通过以下方法得到的:首先，最低点……是由冰、水和氯化铵或海盐的混合物确定的。如果把温度计浸入这种混合物中，温度计中的液体会下降到记录为零的点。这个实验在冬天比在夏天更成功。第二点是这样得出的，如果混合物是水和冰，但没有刚才提到的盐；如果把温度计浸入这种混合物中，温度将固定在32度...第三点在96度。如果把体温计放在健康人的嘴里或腋下，酒精会膨胀到这个程度。”
他在第五篇论文中说:“在解释某些液体沸点的实验中，据说当时发现水的沸点是212度；后来通过各种观察和实验，认识到对于同一种水，在相同的大气重量下，这是固定的，但在不同的大气重量下，可能差别很大。”因此，1724年212度的数字不是事先安排好的；沸水刚好把水银提升到那个温度。如果我们对沃伦·海特1724年论文的解读是正确的，那么促使他将32度记录为水的冰点，并将180度固定为水的冰点和沸点之间的度数，也是同样的偶然原因。我们可以预料，在沃伦·海特后来的实践中，他的实验结果使他放弃了第一篇论文中描述的两个不动点，选择了水的冰点和沸点温度作为更方便的不动点。然而，我们没有直接和可靠的信息来证明他或他的阿姆斯特丹合作者实际上采取了这一步骤。他向C. Wolfe出示的两个温度计在1714年的《温柏·卢》中的说明显示，冷冻盐水混合物和血液温度之间的温度首先被分成24份，然后这24份中的每一份又被更详细地分成4份，都是96等份。
我们知道，水银的冰点是- 38.86 ℃(101325Pa大气压)，与32无关。把华氏温度的水的冰点作为32华氏度是偶然的。
汞是一种化学元素，元素符号Hg，元素周期表中的第80位。它位于元素周期表的第6周期和IIB族，俗称水星。它是常温常压下唯一以液态存在的金属(严格来说，镓(符号Ga，31号元素)和铯(符号Cs，55号元素)在室温下。汞是一种银白色有光泽的重液体，化学性质稳定，不溶于酸或碱。汞在室温下可以蒸发，汞蒸气和汞化合物毒性很大(慢性)。水银历史悠久，用途广泛。在中世纪的炼金术中，硫和盐被称为炼金术的三大神圣元素。
2 为什么有1.8这个参数？后来，瑞典人珀尔修斯想出了另一个办法。他认为水的冰点是0℃。以水的沸腾温度为100度。把0度和100度分成100个方块。用同样大小的网格，雕刻0度以下和100度以上的度数。
华氏温度是水的冰点和沸点之间的180度，所以有
=
= 1.8
珀尔修斯创造的标度法比沃伦·海特的简单得多，所以更受人们的欢迎。用这种刻度法制作的温度计叫摄氏温度计，测得的温度正好是多少摄氏度，用 "℃ " 表示。100等份的好处:百分比意味着方便。
180等份的优点:180是12的倍数，十进制可以很容易地进行四分法、三等分和二等分。
3 温度衡量史话3.1温度计的祖先
最早的温度计是由伟大的意大利科学家伽利略(1564 ~ 1642)发明的。伽利略生活在16世纪中叶。他是第一个用望远镜观察天体的人，望远镜是他自己做的。他首先发现月球表面是不平坦的，而且围绕太阳运行的木星有四颗卫星围绕它运行。他还发现太阳光球层上有黑点，这种黑点被称为太阳黑子。伽利略从不轻易放过神秘的自然现象。他发现了许多著名的物理定律，创造了许多科学仪器，温度计只是其中之一。593年，伽利略在做实验时，发现空气体受热膨胀，遇冷收缩。他利用空气体热胀冷缩的特性，制作了空气体温度计。这个温度计的始祖——空气体温度计是怎么做出来的？
用一个鸡蛋大小的空心形玻璃球，连着一个有开口的细玻璃管。先用手加热玻璃球，玻璃球内的空气体膨胀，一部分滑出玻璃管。这时候把玻璃管倒入一个装满水的瓶子里。当手离开玻璃球时，玻璃球中的空气体冷却，瓶中的水上升到细玻璃管中。
温度计就是这样制成的。天气热的时候，玻璃球里的空气体会膨胀，玻璃管里的水就会下降；天气冷的时候，玻璃球里的空气体会收缩，玻璃管里的水就会上升。只要你用尺子量一下玻璃管中水的高度，就可以知道天气的冷热程度。
3.2培迪南的改进
伽利略的温度计有一个缺点。它受大气压力的影响。
为什么？因为下面装水的瓶子不是密封的，所以大气压总是压在瓶子里的水面上。即使天气忽冷忽热，大气压力增大，玻璃管中的水也会上升；当大气压降低时，玻璃管中的水也会下降。所以这个温度计测出来的温度是不准确的。
伽利略有一个学生叫裴迪南，他设法改进了他的老师创造的温度计。为了保护温度计不受大气压力的影响，水瓶是密封的。但是，在这样一个密封的瓶子里，空气体的膨胀和收缩并不明显，于是他想，是不是可以用液体代替空气体，把液体放在一个与玻璃管相连的空灯泡里，密封玻璃管的一端，然后把它倒过来。这就成了温度计的形状。
佩南用多种液体做实验，发现酒精加热或冷却时体积变化很大。他用酒精代替空气体，并把它放在一个玻璃球里。再次加热玻璃球，使部分酒精变成蒸汽。当酒精蒸汽驱走玻璃管中的所有空气体时，玻璃管的切口被密封。第一个真正不受大气压影响的温度计就是这样诞生的。人们只需要用尺子测量玻璃管中酒精的高度，就可以知道温度。
后来人们把温度计里的酒精染成红色，观察就更清晰了。通常用于测量温度，温度计含有染成红色的酒精。
法国人布里奥斯在1659年制造了一支温度计。他缩小了玻璃灯泡的体积，把测温物质换成了水银，这就提供了温度计的雏形。
3.3 选择固定点并均分刻度来度量后来，荷兰人瓦伦哈特在1709年用酒精，在1714年用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度，水和冰混合时的温度，盐水和冰混合时的温度。经过反复实验和批准，最终将一定浓度盐水的温度定为0℉，纯水的温度定为32℉，水在标准大气压下的沸腾温度定为212℉，℉代表华氏温度。这是华氏温度计。
当荷兰人和英国人采用Warenheit的温度计时，其他国家很快发现了它的价值。一位法国人勒穆埃尔(1683 ~ 1757)也设计制造了温度计(他对沃伦·海特的成就并不熟悉)。他认为水银的膨胀系数太小，不能作为测温物质。他致力于研究用酒精作为测温物质的优点。他反复发现，含有1/5水的酒精，在水的冻结温度和沸腾温度之间，体积从1000单位体积膨胀到1080单位体积。于是，他把冰点和沸点分成80份，设定为他的温度计的温度划分。这是列支敦士登温度计。
1742年，在一篇论文《对温度计上两个固定点的观察》中，塞尔丘斯描述了他的温标系统。这个温标把标准大气压下水的冰点和沸点划分为100度，但当时他采用了冰点100度，沸点0度的方案，以避免低温的负面结果。然而，这种方案与人们的习惯相悖。1745年，珀尔修斯去世后的第二年，他的同事瑞典植物学家卡尔·林奈颠倒了冰点和沸点的度数。这是我们现在使用的摄氏温标。然而，其他人说，这是马丁·斯特罗姆，珀尔修斯的继任者，做了相反的工作。无论如何，这个百分温标是厄斯首创的，为了纪念他，摄氏温标的单位被命名为℃。很明显，1℅≠1℃是用绝对值来衡量的，因为摄氏刻度的100份是华氏刻度的180份，两者之间有如下换算关系:F=(9C/5)+32。
3.3与物质无关的温度系统
华氏温标和摄氏温标都依赖于温度计或测量温度的物质，如水银。我们能找到不依赖温度计的温标系统吗？当然可以。1848年，英国物理学家威廉·威廉·汤姆孙(后来的开尔文勋爵)建立了一个新的温标——绝对温标，单位为k，这个温标只有一个参考点，那就是绝对零度，也就是极寒的状态原子和分子的热运动都消失了，相当于摄氏零下273.15度，它的除法区间和摄氏是一样的。因此，两者之间的换算关系为:T(K)=t(℃)+273.15。
英美常用华氏温度，德国常用列支敦士登，世界科技界、工农业生产以及中国、法国等大多数国家常用摄氏温度。
4 各式各样的温度计温度计有很多种，取决于测温材料、容器类型和测量方法。
旋转，半导体，热电偶，光学高温，液晶，数字，水银温度计。
气体、电阻、热电偶、指针、玻璃管、压力温度计。
每种温度计都有自己的特点或应用领域，如水银温度计和酒精温度计。水银的沸点是357度，所以它可以测量更高的温度。但是，由于它的冰点是零下39度，所以无法测量更低的温度。比如中国内蒙古根河市，今年1月气温低至零下50度。在这种情况下，水银变成了固体。自然不能用水银温度计，但是可以用酒精温度计，因为酒精的冰点是零下117度。与水银温度计相反，酒精温度计不能测量更高的温度，因为酒精的沸点是78度。
虽然温度是可以测量的，但是人们发现，温度只能说明你有多冷多热，却无法解释物体之间的热量传递过程。比如两块煤很热，温度一样，但是大小不一样，加热效果就不一样。换句话说，温度和热量其实是两回事。同样的温度可以产生不同的效果。
