摄氏度

摄氏温标的温度计量单位

摄氏度(英文名称degree Celsius )是摄氏温标的计量单位,符号℃,它含义是指在1标准大气压下,纯净的冰水混合物的温度为 0℃,水的 沸点 为100℃,其间平均分为 100份,每一等份为1度,记作 1℃。1948年国际计量大会将摄氏度纳入 国际单位制 (SI)。

摄氏度最早由 瑞典 物理学家 安德斯·摄尔修斯 (Anders Celsius)于1742年建立的一种经验温标,又称百分度温标, 是目前世界上使用较为广泛的一种温标。

起源

摄氏度是瑞典物理学家安德斯·摄尔修斯(Anders Celsius)在1742年提出来的 。1743年,克利斯指出,这种温标的定点不符合越热的物体温度越高的习惯。摄尔修斯辞世一年后的1745年,他生前的同事—— 卡尔?冯?林奈 (Carl von Linné ),把冰点与 沸点 的度数颠倒(即水的沸点与冰的 熔点 分别定为100℃和0℃)过来,这就是现在还在使用的摄氏温标。不过,另有人说,这一“颠倒”工作是 安德斯·摄尔修斯 的另一位同事——他的继任者马丁·斯特劳莫尔在1750年做的 。此外同时期的许多科学家也被认为独立开发了这种倒置的摄氏温标。1954年第十届国际度量衡大会决议,为纪念和表彰安德斯·摄尔修斯的贡献,特别将此温标命名为“摄氏温标”,用他的姓氏的第一个字母“C”来表示。

基本定义

瑞典 物理学家 起初以标准大气压下的水的冰融点为100度沸点为0度,并将玻璃毛细管中水银柱的间隔分成100格每格定为1摄氏度。这种分法的温度计,人们使用起来很不习惯。第二年,他的学生法国人克利斯光限个固定点的温度值颠倒过来,即冰点为0度,沸点为100度。由于这个温度标准符合自然规律 ,符合人们的习惯,该定义中的冰点被改为0℃,水沸点被改为100℃。其单位名称和符号也被早期的1927年国际温标所采用 。1948年国际计量大会决议,采用“degree Celsius”表示摄氏温度和国际温标的国际摄氏温度单位——摄氏度,替代之前的单位名称百分度,符号仍为℃。在摄氏温度中,水三相点被定义为0.01℃。在与摄氏温度相对应的国际摄氏温度中,从1960年起水三相点被定义为0.01℃,而在一个标准大气压下的冰点和水沸点分别非常接近但并不再等于0℃和100℃ 。实行国际温标以后,如无特别说明,以℃为单位的温度,指数值比热力学温度小273.15的摄氏温度或当时采用的国际温标的国际摄氏温度,而非历史上的摄氏温标。

单位换算

热力学温度T与冰点的热力学温度T0的差值定义了热力学温度的一个特别表示—— 摄氏温度 ,

用符号t表示,即t=T-T0

摄氏温度 与热力学温度的数值关系是:t/℃=T/K-273.15

国际温标ITS–90同时采用 开尔文 单位和 摄氏度 单位,采用开尔文时,用T90标记;采用摄氏度时,用 t90 标记。

在全温度范围:t90/℃= T90 /K-273.15

实行国际温标以后,如无特别说明,以℃为单位的温度,指数值比热力学温度小273.15的 摄氏温度 或当时采用的国际温标的国际摄氏温度,而非历史上的 摄氏温标 。

常见温度,如,在标准大气压下,水到达 100℃时沸腾。30℃的室外温度使人感觉很热,20℃的室内温度使人感觉温暖舒适,

2℃的室外温度使人觉得很冷,水在 0°C时结冰。

常见温度

日常生活

摄氏度是人们日常生活中最常用的温度刻度。我们使用它来测量室内和室外温度、食品储存温度、烹饪[rèn]温度、天气预报等。例如,通常认为20℃到21℃是室内温度的舒适范围。

医学

医疗领域使用 摄氏度 来测量人体温度。正常体温通常被认为是36.5°C到37.5°C之间。

科学研究

在科学研究中,摄氏度常用于测量实验室中的温度,以及研究物质的性质和 相变 。

气象学

摄氏度被广泛用于环境监测和气候研究中,帮助科学家们了解地球表面和大气层的温度变化;同时,天气预报通常使用摄氏度来报告温度。这有助于公众了解天气状况,以及采取相应的措施。

工程

工程领域需要在设计和制造过程中考虑温度。摄氏度通常用于测量和 控制工程 中的温度。

烹饪

烹饪中的食材温度和烹饪时间通常以 摄氏度 来指导,确保食物被适当烹饪。

测量方法

常见的 水银体温计 有 水银温度计 、电子式体温计和红外体温计三种。

水银体温计

水银体温计是最常见的体温计,可使随体温升高的水银柱保持原有位置,便于使用者随时观测。 玻璃 结构比较致密, 汞 的性能非常稳定,具有示值准确、稳定性 高的 特点,还有价格低廉、不用 外接电源 的优点。但存在容易破碎并发生水银污染,测量时间比较长,对急重病患者、老人、婴幼儿等使用不方便,读数不便捷等缺点。测量部位通常是口温、腋温、肛温。

电子式体温计

电子式 体温计 利用某些物质的物理参数(如 电阻 、电压、电流等)与环境温度之间存在的确定关系,将体温以数字的形式显示出来,读数清晰,携带方便。不足之处在于示值准确度受电子元件及电池供电状况等因素影响,不如 水银温度计 。电子体温计由 温度传感器 、 液晶显示器 、 纽扣电池 、专用 集成电路 及其他电子元器件组成,能快速准确测量人体体温,具有读数方便、测量时间短、测量精度高、能记忆并有蜂鸣提示的优点。电子体温计不含 汞 ,对人体及周围环境无害,特别适合于家庭、医院等场合使用。

红外体温计

红外体温计既可以测量耳温,也可以测量额温,具有双功能模式 。红外体温计利用黑辐射原理测量人体体温,采用的 红外传感器 吸收人体辐射的 红外线 ,通过非接触的方法感应人体的体温,具有测量时间快、读数方便和使用安全等优点,适用于测量婴幼儿、老年人及需频繁测量体温的人群 。

除此之外还有片式体温计、药片式内服体温计等不常用的新型体温计 。

相关单位

华氏温标

在1709~1714年间,物理学家、发明家、仪器制造商与玻璃工 华伦海特 ,把冰、 水和 氯化铵 的混和物平衡温度定为0°F,人体温度定为96°F(如以今天人的平均标准体温37℃计算,应为98.6°F),其间分为96格,每格为1°F。1724年,他又把水的 沸点 定为212°F;遗憾的是,他没有把冰的 熔点 定为0°F,而是定为32°F。这就是目前欧美的一些国家,以及中国香港、澳门等地区还在普遍使用的“华氏温标”。 热力学温度(K)和 摄氏度 (℃),是中国现在仅有的两种温度法定 计量单位 ,也是 国际单位制 中温度仅有的两种法定计量单位;华氏温标、列氏温标与兰氏温标已被废弃,非特殊情况不得使用。热力学温度(K)、摄氏度(℃)与华氏温度(°F)的换算关系是:1K=1℃=1.8°F。

列氏温标

1730年, 法国 博物学家、物理学家、 昆虫学家 和发明家列奥缪尔研制了一种 酒精温度计 ,把水的冰点定为0°R,水的 沸点 定为80°R,其间分为80格,每格为1°R。这就是“列氏温标”,列氏温标仅在 法国 和 德国 的部分场合使用。Re 表示列氏度,°Re为列氏度的单位;C表示 摄氏度 ,℃为摄氏度的单位。Re = 0.8C,1°Re = 1.25℃。

开氏温标

1848年, 英国 物理学家 威廉·汤姆森 即 开尔文勋爵 ,提出了“热力学温标”。他还在1854年指出,只需选用一个固定点的数值,这种温标就完全确定了,这个点就是“ 绝对零度 ”。然而,在实际建立 热力学温度单位 的时候,考虑到历史传统和当时的技术条件,他不得不沿用 摄尔修斯 的0~100℃的间隔作为100个温度间隔,即每个间隔为1个 开氏度 (1°K)。这就是至今还在科学研究中被普遍使用的“ 开尔文 温标”,简称“开氏温标”,也称“ 理想气体 温标”“ 热力学 绝对温标”等。 开氏 温标的特点是,与物体的任何性质无关,热力学温度只与热量有关。 开氏 温标的优点是,不受测温物质的影响,解除了测温物质因为凝固和 汽化 而受到的限制。K 代表 开尔文温度 ,C 代表 摄氏度 温度,将温度从摄氏度转换为开尔文换算关系为K=C+373.15 。

兰氏温标

美国 工程界迄今还在使用的“兰氏温标”,由“他所在时代的天才”—— 英国 发明家和土木工程师 威廉·约翰·麦夸恩·兰金 发明。兰氏温度的单位是°R。因为兰氏温标也是以水的 三相点 (273.16K)为起点,所以也是一种“绝对温标”。兰氏度=(摄氏度+273.15)×9/5

相关写法

在写摄氏度的符号时,不能把 ℃“°”与“C”分开,如把摄氏温度范围写成“37°-38C”是错误的,应写成“37 ℃-38 ℃”或“37-38 ℃”。同时在温度数字和整体符号“℃”之间应留有空隙,且“℃”作为整体符号不可拆分。

参考资料

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  2. 摄氏温标 中国大百科全书 2023-11-27
  3. 热力学温度(开尔文,K) 香港特别行政区创新科技署 2023-11-27
  4. 温度计的前世今生 中国大百科全书 2023-11-28
  5. 摄氏温度 中国大百科全书 2023-11-27
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  7. 最佳人体舒适温度是多少? 中国气象局 2023-11-30
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  9. 实验室造出迄今最冷物质,温度仅比绝对零度高十亿分之一摄氏度 上观 2023-11-29
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  13. 日常烹饪方式和温度需讲究 人民网 2023-11-29
  14. GB 31654-2021 《食品安全国家标准 餐饮服务通用卫生规范》标准解读 中国标准化研究院 2023-11-29
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