指南温标简史
温标简史
从早期的测温仪到摄氏温度、华氏温度、开尔文温度和牛顿温度——温标是如何演变的以及为什么多种温标仍然出现在转换器中。
标准度之前
早期的测温仪显示空气或液体受热膨胀,但缺乏共享的数字刻度。如果城市之间没有达成一致的固定点,阅读就无法通过信件或科学论文进行传播。再现性(而非便利性)推动仪器制造商走向共享参考点。
仪器制造商开始标记固定点,例如融化的冰、沸水或人体温度。固定点的选择以及固定点之间的度数产生了相互竞争的尺度。在约定确定之前,甚至编号方向(一端为零)也发生了变化。
这场历史竞争解释了为什么转换器仍然列出大多数人日常从未使用过的尺度:它们是科学文献记录的一部分,偶尔出现在较旧的文本中。当您知道档案中的陌生比例通常只是到开尔文的另一个仿射映射时,您就不会那么害怕了。
华氏度的实用刻度
丹尼尔·加布里埃尔·华氏 (Daniel Gabriel Fahrenheit) 在 18 世纪初生产了可靠的水银温度计,并用方便的数字表示熟悉的天气和体温。水在 32 摄氏度结冰,在 212 摄氏度沸腾,这两个点之间有 180 个分区。这些数字既是科学选择,也是工程选择。
华氏温标随着仪器贸易而传播,并仍然根植于美国的天气文化和一些工业实践中。它的度数比摄氏度小,对于日常天气谈论来说感觉更细致。这种文化影响力就是双尺度预测对国际受众仍然有用的原因。
现代华氏度是通过精确转换为摄氏度/开尔文来定义的,而不是通过华氏度最初的参考实验来定义的——计量学继续发展,但名称保留了下来。当你今天转换时,你使用的是现代定义,而不是重建十八世纪的盐水实验。
摄氏度和摄氏度
安德斯·摄氏度提出了水的冰点和沸点之间的一百度范围。现代方向(0 表示冻结,100 表示沸腾)成为日常的公制温标。
摄氏度这个词在历史上描述了一百级的等级。如今,摄氏度已成为科学交流中的首选名称,与开尔文正式联系在一起。
摄氏征服了国际天气预报、美国以外的烹饪以及大多数工程教育。它与开尔文度大小一致,使得科学转换变得整洁。
开尔文温度和绝对温度
威廉·汤姆森(开尔文勋爵)提出了绝对热力学温度。开尔文从绝对零开始,并使用与摄氏度相同的度数。气体行为和统计力学方程更喜欢绝对尺度,因为比率和绝对值表现得很干净,没有任意偏移。
SI 通过现代计量学中的基本常数定义了开尔文,完成了从冰浴到量子标准的旅程。出于直觉,日常用户仍然会转换为摄氏度。实验室笔记本仍应记录传感器固件发出的量程——此处的假设会导致多度偏差。
负摄氏度读数是正常的;负开尔文值不用于普通热力学温度。历史上的怪事和流行科学的错误陈述有时会混淆这一点。如果转换从合理的摄氏输入路径产生负开尔文,则实现是错误的。
牛顿和其他历史尺度
艾萨克·牛顿根据自由冷却材料和其他参考文献对温标进行了实验。牛顿标度出现在一些转换器中,作为一种历史奇观,在接近冰点时为零,在沸腾时具有较小的度数。
Réaumur、Rankine、Delisle 和其他人也在档案和专业工程领域留下了痕迹(Rankine 仍然以绝对华氏大小的比例出现在一些美国热力学教学中)。
了解这些尺度的存在有助于阅读较旧的论文,但对于新的工作,更喜欢使用摄氏度来表示交流,使用开尔文来表示绝对热力学量。
历史告诉转换器者什么
温度转换是仿射的,因为为了方便而选择了零。长度单位很少需要偏移;温度几乎总是适用于摄氏度和华氏度。
记录数据集使用的比例。在与现代摄氏系列进行比较之前,历史天气记录可能需要气象站元数据甚至尺度重建。
当您在单位列表中看到牛顿力旁边的牛顿温度时,请仔细阅读数量标签 - 名称冲突是历史事故。好的转换器首先按数量进行分组,因此温度牛顿永远不会与力牛顿并列,从而导致点击错误的工具。
相关换算器
常见问题
如果摄氏度是国际标准,为什么我们仍然使用华氏度?
文化和基础设施惯性。一些国家的天气服务、恒温器和公众期望仍然以华氏度为基础。科学和大多数国家使用摄氏度或开尔文。
开尔文是用度数符号写的吗?
不会。与 °C 和 °F 不同,现代风格写的是 300 K,没有度数符号。单位是开尔文。
今天使用的牛顿温标是什么?
日常实践中几乎没有什么。它主要出现在历史讨论和综合转换器中。使用摄氏度或开尔文进行新的科学工作。