1 建立 热力学,路漫漫
从直观上来说,温度和人对冷热的感受有关。冷热是人类最容易直观地感觉到,但同时又最晚被理解的现象之一。从人类诞生之日,就已经注意到春暖冬寒,有些古人还试图从理论上解释冷热的原因,比如东汉的王充曾写道:"夫近水则寒,近火则温,远之渐微,何则?气之所加,远近有差也。"但是真正从科学上研究热的热力学还是1656年才出现的。当年,爱尔兰科学家波义尔和英格兰科学家胡克继续
"马德堡半球"实验开创的气体真空研究,终于发现气体体积、压力和温度之间存在着复杂的关系。
1714年,荷兰人华伦海特(Daniel
Fahrenheit)改良水银温度计,定出华氏温标,建立了温度测量的一个共同的标准,使热学走上了实验科学的道路。1824年,法国科学家卡诺,第一个把热和动力联系起来,是热力学的真正的理论基础建立者。经过许多科学家两百年的努力,到1912年,能斯脱(Walther
Hermann Nernst)提出热力学第三定律后,人们对热的本质才有了正确的认识,并逐步建立起热学的科学理论。
2 计量 温标是何物?
热学的基础是温度,如果连温度计量标准都没有,那么我们今天的温度标准是怎么来的呢?
摄氏温度是目前世界使用比较广泛的一种温标。它是18世纪瑞典天文学家摄尔修斯 (Anders
Celsius)提出来的。在1标准大气压下,他把水的沸点定为0℃,水的凝固点定为100℃,其间分成100等分,1等分为摄氏1度。但是,在使用中,这种从低到高的排列从人们感到很不方便。第二年,摄尔修斯就把该温度表的刻度值颠倒过来使用。这种温度表被称为摄氏温标(又叫百分温标)。后人为了纪念摄尔修斯,用他的名字第一个字母"C"来表示。
在美国,人们采用华氏温标。我们知道"华氏451"是纸燃烧的温度,有时还听说谁发烧到"102华氏度"这样的说法。那么,华氏度是怎么回事呢?
华氏温标是1714年由荷兰人华伦海特制定的。在这一年,他制成了第一支玻璃水银温度计。最初,华氏温标以NH4Cl(氯化铵)和水的混合物的温度为0�,而以人(他妻子)的体温为100�(后来修正为96�)。此后,改为冰水混合物为32�(即冰点),而以水沸点的温度为212�,这就是华氏温标。
由此可知,摄氏温度和华氏温度的思路完全一样,只是0点不同,刻度大小也不一样。就温度范围来说,摄氏温标1度等于华氏温标9/5度,而0℃相当于32�,所以把华氏度减去32,再乘以5/9就得出摄氏度。利用这个换算公式,可以知道"华氏451"等于233℃;而"102华氏度"相当于39℃,发烧到这个温度还死不了人。
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