指南溫標簡史
溫標簡史
從早期的測溫儀到攝氏溫度、華氏溫度、開爾文溫度和牛頓溫度——溫標是如何演變的以及為什麼多種溫標仍然出現在轉換器中。
By the Units Converters editorial team · Voyager Tecnologias LTDA
標準度之前
早期的測溫儀顯示空氣或液體受熱膨脹,但缺乏共享的數字刻度。如果城市之間沒有達成一致的固定點,閱讀就無法透過信件或科學論文傳播。再現性(而非便利性)推動儀器製造商走向共享參考點。
儀器製造商開始標記固定點,例如融化的冰、沸水或人體溫度。固定點的選擇以及固定點之間的度數產生了相互競爭的尺度。在約定確定之前,甚至編號方向(一端為零)也發生了變化。
這場歷史競爭解釋了為什麼轉換器仍然列出大多數人日常從未使用過的尺度:它們是科學文獻記錄的一部分,偶爾出現在較舊的文本中。當您知道檔案中的陌生比例通常只是到開爾文的另一個仿射映射時,您就不會那麼害怕了。
華氏度的實用刻度
華氏 (Daniel Gabriel Fahrenheit) 在 18 世紀初生產了可靠的水銀溫度計,並以方便的數字表示熟悉的天氣和體溫。水在攝氏 32 度結冰,在攝氏 212 度沸騰,這兩個點之間有 180 個分區。這些數字既是科學選擇,也是工程選擇。
華氏溫標隨著儀器貿易而傳播,並仍然根植於美國的天氣文化和一些工業實踐中。它的度數比攝氏度小,對於日常天氣談論來說感覺更細緻。這種文化影響力就是雙尺度預測對國際受眾仍然有用的原因。
現代華氏度是透過精確轉換為攝氏度/開爾文來定義的,而不是透過華氏度最初的參考實驗來定義的——計量學繼續發展,但名稱保留了下來。當你今天轉換時,你使用的是現代定義,而不是重建十八世紀的鹽水實驗。
攝氏度和攝氏度
安德斯·攝氏度提出了水的冰點和沸點之間的一百度範圍。現代方向(0 表示凍結,100 表示沸騰)成為日常的公制溫標。
攝氏度這個詞在歷史上描述了一百級的等級。如今,攝氏已成為科學交流中的首選名稱,與開爾文正式聯繫在一起。
攝氏征服了國際天氣預報、美國以外的烹飪以及大多數工程教育。它與開爾文度大小一致,使得科學轉換變得整潔。
開爾文溫度和絕對溫度
威廉·湯姆森(開爾文勳爵)提出了絕對熱力學溫度。開爾文從絕對零度開始,並使用與攝氏度相同的度數。氣體行為和統計力學方程式更喜歡絕對尺度,因為比率和絕對值表現得很乾淨,沒有任意偏移。
SI 透過現代計量學中的基本常數定義了開爾文,完成了從冰浴到量子標準的旅程。出於直覺,日常用戶仍然會轉換為攝氏度。實驗室筆記本仍應記錄感測器韌體發出的量程—此處的假設會導致多度偏差。
負攝氏度讀數是正常的;負開爾文值不用於普通熱力學溫度。歷史上的怪事和流行科學的錯誤陳述有時會混淆這一點。如果轉換從合理的攝氏輸入路徑產生負開爾文,則實現是錯誤的。
牛頓和其他歷史尺度
艾薩克·牛頓根據自由冷卻材料和其他參考文獻對溫標進行了實驗。牛頓標度出現在一些轉換器中,作為一種歷史奇觀,在接近冰點時為零,在沸騰時具有較小的度數。
Réaumur、Rankine、Delisle 和其他人也在檔案和專業工程領域留下了痕跡(Rankine 仍然以絕對華氏大小的比例出現在一些美國熱力學教學中)。
了解這些尺度的存在有助於閱讀較舊的論文,但對於新的工作,更喜歡使用攝氏度來表示交流,使用開爾文來表示絕對熱力學量。
歷史告訴轉換器者什麼
溫度轉換是仿射的,因為為了方便而選擇了零。長度單位很少需要偏移;溫度幾乎總是適用於攝氏和華氏。
記錄資料集使用的比例。在與現代攝氏系列進行比較之前,歷史天氣記錄可能需要氣象站元資料甚至尺度重建。
當您在單位列表中看到牛頓力旁邊的牛頓溫度時,請仔細閱讀數量標籤 - 名稱衝突是歷史事故。好的轉換器首先按數量分組,因此溫度牛頓永遠不會與力牛頓並列,從而導致點擊錯誤的工具。
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常見問題
如果攝氏是國際標準,為什麼我們仍然使用華氏?
文化和基礎設施慣性。一些國家的天氣服務、恆溫器和公眾期望仍然以華氏度為基礎。科學和大多數國家使用攝氏或開爾文。
開爾文是用度數符號寫的嗎?
不會。與 °C 和 °F 不同,現代風格寫的是 300 K,沒有度數符號。單位是開爾文。
今天使用的牛頓溫標是什麼?
日常實踐中幾乎沒有什麼。它主要出現在歷史討論和綜合轉換器中。使用攝氏或開爾文進行新的科學工作。