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温 度 单 位 开 尔 文 定 义 的
历 史 现 状 发 展 趋 势
一、温度单位开尔文的概念、定义和历史变迁 式 中 2 和 1 是法 国工程 师卡诺设想 的热机所做 的功,即著
1、华 氏温标 名 的卡诺循环中所做 的功为 1 − 2 。即温度之比 由可逆 热
1714 年,德 国物理学家华伦海特 (1686- 1736) 基于虎 机的性质决定,而与工作物质无关,这个温标称为热力学温
克的研究,将冰 与盐混合 后,所能达到 的最低温度定为 0 。 标。水的三相点比冰点的复现准确度更高,将其热力学温度
F (- 17. 7℃ ), 而概略地将人体温度定为 100 。F (37 . 7 ℃ ), 两 值定为 273 . 16K 。其中,K 是以开尔文命名的温度单位。
者 间等分成 100 个刻度。1724 年正式公布了该温标,但至 自 1854 年开尔文提出建议的 100 余年后,第十 届国际
今只有美国、英国仍在使用。华 氏温标与摄 氏温标的换算公 计量 大会采纳了这一建议,并在 1967 年的第十三届国际计
式为 量大会上通过了开尔文的定义: “热力学温度开尔文是水的
5
℃ = (。F - 32 ) 三相点热力学温度的 1/ 273. 16 。”
9
2、摄 氏温标 采用 了温度 单位开 尔文后,热力学温标已无必要。温
摄 氏度是 目前世 界使 用 比较广泛 的一种 温标,用符 度的表示已从温标的地位上升到单位量的高度,任何温度都
号 “℃”表 示。它是 由瑞 典天文学家安德斯 . 摄 尔修 斯于 是开尔文的倍数,国际上称为热力学温度,温标作为术语仍
1742 年提出的。摄 氏度 = ( 华 氏度 - 32) ÷1. 8 。其结冰 点是 沿袭使用。生活和工业中经常使用的摄 氏温度与开尔文之间
O ℃ , 在 1 标准 大气压下水的沸点为 100 ℃。现在的摄 氏温 可用下式进行换算:
度已被纳入 国际单位 制,摄 氏温度的定义 是 t = T -T (T 定
0
义为 273 . 15K ,规 定开 尔文 为表 示摄 氏温度 时的一个 专门 摄 氏温度与开尔文之间的换算关 系可直观地用 图 1 表
名称 ) 。摄 氏温标和热力学温标的转换公式为 示。水的三相点热力学温度的实现使用水的三相点瓶,复现
K= ℃ + 273. 15 性可达 O . lmK 。瓶的高端为水蒸气,中层装水 , 底层为冰;
3、温度单位开尔文 冰层下方装有纯电阻温度计,最底层有作为热接触的水或液
开尔文是国际单位制中热力学温度 的国际单位制 (SI) 态石蜡。在此瓶 内,水三相点温度可保持较长时间,经过几
单位 名称,它 的定义 是: “等 于水三相 点热力 学温度 的
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