温度

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温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标(°F)、摄氏温标(°C)、热力学温标(K)和国际实用温标。从分子运动论观点看,温度是物体分子平均平动动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现,含有统计意义。对于个别分子来说,温度是没有意义的。

目录

概念及解释


经典热力学中的温度没有最高温度的概念,只有理论最低温度“绝对零度”。热力学第三定律指出,“绝对零度”是无法通过有限次步骤达到的。在统计热力学中,温度被赋予了新的物理概念——描述体系内能随体系混乱度(即熵)变化率的强度性质热力学量。由此开创了“热力学负温度区”的全新理论领域。通常我们生存的环境和研究的体系都是拥有无限量子态的体系,在这类体系中,内能总是随混乱度的

高温作业

增加而增加,因而是不存在负热力学温度的。而少数拥有有限量子态的体系,如激光发生晶体,当持续提高体系内能,直到体系混乱度已经不随内能变化而变化的时候,就达到了无穷大温度,此时再进一步提高体系内能,即达到所谓“粒子布居反转”的状态下,内能是随混乱度的减少而增加的,因而此时的热力学温度为负值!但是这里的负温度和正温度之间不存在经典的代数关系,负温度反而是比正温度更高的一个温度!经过量子统计力学扩充的温标概念为:无限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度,有限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度=负无穷大温度<负温度<负绝对零度。正、负绝对零度分别是有限量子态体系热力学温度的下限和上限,均不可通过有限次步骤达到。

温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。分子运动愈快,物体愈热,即温度愈高;分子运动愈慢,物体愈冷,即温度愈低。这种现象被描述为一个物体的热势,或能量效应。当以数值表示温度时,即称之为温度度数。值得注意的是,少数几个分子甚至是一个分子构成的系统,由于缺乏统计的数量要求,是没有温度的意义的。

大气层中气体的温度是气温,是气象学常用名词。它直接受日射所影响:日射越多,气温越高。  

热力学第零定律与温度

高温

如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。这一结论称做“热力学第零定律”。热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。它为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度。而温度相等是热平衡之必要的条件。  

摄氏温标与华氏温标

华氏度(Fahrenheit) 和摄氏度(Centigrade)都是用来计量温度的单位。包括我国在内的世界上很多国家都使用摄氏度,美国和其他一些英语国家使用华氏度而较少使用摄氏度。

高温

华氏度是以其发明者Gabriel D. Fahrenheir(1681-1736)命名的,其结冰点是31°F,沸点为212°F。 1714年德国人法勒海特(Fahrenheit)以水银为测温介质,制成玻璃水银温度计,选取氯化铵和冰水的混合物的温度为温度计的零度,人体温度为温度计的100度,把水银温度计从0度到l00度按水银的体积膨胀距离分成100份,每一份为1华氏度,记作“1℉”。按照华氏温标,则水的冰摄氏温标

摄氏度的发明者是Anders Celsius(1701-1744),其结冰点是0°C,沸点为100°C。 1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0度,水的沸腾温度规定为100度。根据水这两个固定温度点来对玻璃水银温度计进行分度。两点间作100等分,每一份称为1摄氏度。记作1℃。

 摄氏温度和华氏温度的关系 : T ℉ = 1.8t℃ + 32 (t为摄氏温度数,T为华氏温度数)  

温度对自然的影响

温度对音速、空气密度、声阻抗有显著影响。

不同温度对音速、空气密度、声阻抗的影响如下表:

温度(°C) 音速(m/s) 空气密度(kg/m3) 声阻抗(s/m3)

-10 325.4 1.341 436.5

-5 328.5 1.316 432.4

湿度计

0 331.5 1.293 428.3

5 334.5 1.269 424.5

10 337.5 1.247 420.7

15 340.5 1.225 417.0

20 343.4 1.204 413.5

25 346.3 1.184 410.0

30 349.2 1.164 406.6  

从绝对零度到无限高的温度

在整个宇宙当中,温度无处不存在。无论在地球上还是在月球上,也无论是在炽热的太阳上还是在阴冷的冥王星上,这一切无不由于空间位置的不同而存在着温度的差别。例如,太阳表面温度约为6000℃,而处于太阳系里离太阳较远的冥王星的表面温度却只有-240℃。又如,传说中的牛郎星与织女星,在夜里的星空中,它们只是闪烁的小亮点,而怎能让人一下子想到牛郎星的表面最高温度竟达8000℃,织女星的表面最高温度竟达10000℃,真可谓是“热恋之星”。

正因为宇宙中各行星的冷热不同,才决定着生命的存在与否。想想看,如果人类要到太阳去,还没到达早已化为灰焚了;再想想,如果人类要到阴冷的冥王星去,恐怕人的第一次呼吸还没完成就早已在寒冷的温度当中冻成了冰尸。

当然,在这样莫大的宇宙中,只要位置适当,生命是完全可以存在的。现在的地球就是典型一例。地球上生命的诞生有人说是偶然的,其实它也是必然的。第一个有生命细胞的诞生,那是蕴含着“造物主”多少心思啊,其中温度是必不可少的因素之一。因为只有在适宜的温度下,化学反应才能正常进行物质分解或重组,才有了今天这个美丽的世界山川、河流、绿树、红花……才有了生命的诞生。

温度是分子平均功能的标志,它决定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量,它的基本特征在于一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。如当温度较低时,分子、原子振动的速度很小,无法挣脱分子、原子也变小,分子之间距离就较大,此时物质为液态。但随着温度的不断升高,分子运动十分激烈,分子间的距离也变大,此时物质为气体。整个世界这么精彩就是因为这些不同的分子,原子在不同的温度下变化而来的。

在人们的现实生活中,通常比较熟悉的温度范围是—90℃到61℃即地球表面的气温变化范围,其实在宇宙中还有很多关于温度的东西已被人类得知,但我们不熟悉而已,本文将为各位读者提供一部份从最冷的—273.15℃(绝对零度)到最热的5.1亿℃的知识让大家了解一下。

—273.15℃ 绝对零度

绝对零度,即绝对温标的开始,是温度的最低极限,相当于—273.15℃,当达到这一温度时所有的原子和分子热运动都将停止。热力学第三定律指出,绝对零度不可能通过有限的降温过程达到,所以说绝对零度是一个只能逼近而不能达到的最低温度。人类在1926年得到了0.71°K的低温,1933年得到了0.27°K的低温,1957年创造了0.00002°K的超低温记录。目前,利用原子核的绝热去磁方法,我们已经得到了距绝对零度只差三千万分之一度的低温,但仍不可能得到绝对零度。

如果真的有绝对零度,那么能不能检测到呢?有没有一种测量温度的仪器可以测到绝对零度而不会干扰受测的系统(受测的系统如果受到干扰原子就会运动,从而就不是绝对零度了)?确实,绝对零度无法测量,是依靠理论计算定义的。研究发现,当温度降低时,分子的平动就会变慢,那么根据实验数据外推得出,当降到某一温度时,分子的平动能为零,于是就给出了绝对零度的定义。

桑拿湿度计

虽然说,温度存在着理论下限——绝对零度,但是这并不意味着物质在绝对零度的温度状态下一切运动都停止了。从统计热力学的角度看,物质的微观运动大体上可以分为分子平动、分子转动、分子振动、电子运动和核运动等几类。在绝对零度下,描述分子整体平移的分子平动、描述分子绕质心旋转的分子转动确实已经消失,但是分子振动、电子运动和核运动存在最低量子态,是不能被温度冻结的,所以说,客观世界的静止是相对的,运动是绝对的。

—270.15℃ 宇宙微波背景辐射

宇宙微波背景辐射是“宇宙大爆炸”所遗留下的布满整个宇宙空间的热辐射,反映的是宇宙年龄在只有38万年时的状况,其值为接近绝对零度的3K。

—260℃ 星际尘埃的温度

在寒冷的宇宙空间,星际尘埃的温度可低达—260℃。

—250℃ 低温火箭发动机

印度空间研究组织试验成功了一种低温火箭发动机,该发动机的燃料温度为—250℃。在其带动下,发动机冲压涡轮的最高速度达到4万转每分钟,标志着印度空间研究水平跨越了一个具有重要意义的里程碑。

—240℃ 冥王星

从冥王星上看太阳,太阳只是一个闪亮的光点,它从太阳上所接受到的光和热,只有地球从太阳得到的几万分,因此,冥王星上是一个十分阴冷黑暗世界。最高温度是—210℃,最低温度是—240℃。除冥王星以外海王星也可达到—240℃。

科学家1898年在实验室第一次得到了—240℃的低温,这时,氢气变成了液氢。

—230℃ 非金属的磁性

非金属材料在低温下也能表现出磁性,这种磁体适用于制造新型计算机存储设备,绝缘设备等。但这类材料在温度超过一定限度时就会失去磁性。目前,临界温度最高的非金属磁体在—230℃左右,即使施加高压也仅能提高到—208℃。

—220℃ 天王星

天王星自转一次的“天王星日”约为17小时14分,因为有快速的自转而和木星一样地呈现东西向的明显条纹。因为距离太阳遥远,天王星大气层云上端温度约在—220℃,表面显淡蓝色。

—210℃ 鲸鱼座τ的尘埃盘

鲸鱼座τ是除了太阳以外离地球最近的类太阳恒星,距离太阳仅约12光年,亮度约3.5等,以肉眼就可以看到。它周遭有尘埃与彗星组成的尘埃盘,这个尘埃盘的直径比太阳系稍大一些,温度仅—210℃左右,可能是因为小行星和彗星彼此碰撞的碎片所形成。

-200℃ 土卫六星

到目前为止,我们尚未发现有任何地外生命存活的迹象。但卡西尼号正在探索的土卫六可能是一个生命起源的实验室。

由于表面温度为—200℃,土卫六不是一个能产生生命的地方,但是它的浓密的大气层中含有许多碳氢化合物。它们通过太阳的紫外光可产生化学反应。光化学反应能产生有机分子,这些碳基化合物是产生生命的第一步。但是土卫六太冷了,以致于无法迈出下一步。它就像是一个深度冻结了的地球。在50亿年后,它将会得到产生生命所需要的热量,因为那时太阳将膨胀成一个熊熊发光的红巨星。只是那时由于太阳已进入生命的暮年,生命大约已经来不及产生了。

-190℃ 低温下出现许多奇怪现象

低温世界就像魔术师,各种物质出现奇妙变化。空气在-190℃时会变成浅蓝色液体,如果把鸡蛋放进去,它会产生浅蓝色的荧光,摔在地上会像皮球一样弹起来;鲜艳的花朵放进去,会变成玻璃一样光闪闪,轻轻的一敲发出“叮当”响,重敲竟破碎了,从鱼缸捞出一条金鱼头朝下放进液体中,金鱼再取出来就变得硬梆梆,晶莹透明,仿佛水晶玻璃制成的“工艺品”,再将这“玻璃金鱼”放回鱼缸的水中,奇怪的是金鱼竟然复活了,又摆动着轻纱一般的尾巴游了起来。

-180℃ “梦的纤维”——凯英拉纤维

凯英拉纤维的性能赛过钢铁和合金,被人们称为“梦的纤维”这种液晶纤维的强度是钢的5倍,铝的10倍,玻璃纤维的3倍,能在—180℃左右连续使用。它主要用作飞机的结构材料、子午线轮胎、船体、运动器具、防护服装和缆绳等。例如:美国波音飞机公司的767型客机采用了3吨凯英拉纤维与石墨纤维混杂的复合材料,使机身重量减轻了1吨,与波音727飞机相比,燃料消耗节省30%。

-170℃ 生命存活的低温极限

这样的温度已有最简单的微生物能够生存了。观察表明,大肠杆菌伤寒杆菌和化脓性葡萄球菌均能在—170℃下生存。

-160℃ 水星

离太阳最近的水星,它和太阳的平均距离为5790万公里,是太阳最近的行星。它表面温差最大,因为没有大气的调节,向阳面的温度最高时可达430℃,但背阳面的夜间温度可降—160℃,昼夜温度差近600℃,这可是一个处于火和冰间的世界。温度变化如此巨大,水星上是不可能有生命的。

—150℃ 木星

木星是太阳系中的第五个行星,木星为太阳系最大的行星,其内部可以放入1300个地球,密度较低,其重量仅为地球的317倍。木星的成份绝大部分是氢和氦。木星离太阳较远,表面温度达—150℃;木星内部散放出来的热是它从太阳接受热的两倍以上。

—140℃ 液氮低温加工橡胶品

橡胶制品是很难降解的高分子弹性材料,将它粉碎到具有广泛用途的精细胶粉十分困难。目前,国际上利用废轮胎工业化生产精细胶粉的方法主要采用液氮低温冷冻法,即将橡胶在—130℃到—140℃的温度下冷冻成玻璃化状态再加以粉碎,就能轻易获得优良的精细胶粉。

—130℃ 地球最低气温

地球上最低温出现在南极最高峰——文生峰,这里年平均气温-129℃,夏日平均气温-117.7℃。而地球上第一高峰珠穆朗玛峰夏日平均气温也有-45℃,南极地区的冷烈可见一斑。

—120℃ 金星最低温度

金星日夜温差最大,金星白天温度可达480℃;夜晚最低温度可达—120℃,因此,日夜温差可达600度左右。

—110℃ 酒精温度计

温度计中红色的液体是酒精,酒精在—117℃才会凝结。因而在地球上温度最低的南极洲,酒精温度计也能用。当然温度低于—117℃时,酒精温度计也派不上用场了。

—100℃ 最冷的压缩机

一个国外电脑玩家使用了超过4个压缩机,自制了一套可以降温到—100℃的压缩机系统,来给CPU处理器降温!

—90℃ 地球最低温

在南极的内陆,人们已经测到-88.3℃的低温。

—80℃ SARS病毒不怕低温

SARS病毒的一个显著特点是怕热不怕冷,即使是在—80℃它还能至少生存4天,甚至多达21天,而在56℃下SARS病毒的生存时间不超过90分钟。

—70℃ 北极最低气温

北极地区年平均气温北极地区年平均气温在—15℃~—20℃之间,比南极年平均气温高25℃,冬季时(1月)极夜期为180天,最低气温在—70℃。低温可预防某些疾病,生活在北极的爱斯基摩人是先靠吃海豹肉和海豹油为主,当地人很少有心脏病、心血管高血压关节炎等疾病。

—60℃ 火星的温度

在远离地球的火星上,平均温度是—60℃。

—50℃ 我国最冷气温

在我国有过低于-50℃的地区记录不多。中国内蒙古自治区大兴安岭的矣渡河在1922年1月16日曾观测到-50.1℃的温度,是新中国成立前气温记录中的最低值。

新中国成立后,新疆北部的一个气象站在1960年1月20日以-50.7℃的低温首次打破了记录,接着1月21日又以-51.5℃再创全国新记录。中国最北的气象站——黑龙江省漠河气象站1968年12月27日清晨测得了—50.9℃,而在1969年2月13日漠河终于诞生了中国现有气象资料中的极端最低气温记录:—52.3℃。

世界上最不怕冷的花,是出产在中国的雪莲,即使-50℃,也鲜花盛开。

—40℃ 我国最冷的一天

大家都知道我国最北的地方是漠河,漠河在中国有气象记录以来最冷日子是1960年1月21日,日平均气温为—43.8℃。

—30℃ 国色天香牡丹花

牡丹原产我国,喜温凉高燥,忌炎热低湿环境。较耐寒,可耐零下30摄氏度的低温。

在北京门头沟去的一条山谷中,严冬时节温度最低可达—30℃,山里有水的地方基本上都结成厚冰,但这里却有一只泉眼里的泉水千年不冻,并且水里一年四季都生长着茂盛的水草,因此被当地人称为“千年不冻水”。

-20℃ 低温燃料电池组

日本本田公司最近宣布成功地开发出可以在-20℃低温下起动的燃料电池组,体积大幅度减小、功率更大。配备该电池组的汽车得到日本国土交通大臣批准后,已经开始公路行驶试验。

-10℃ 人可以居住生活了

-10℃已是地球上高纬度地区寒冬季节常见的温度了。虽然会感到冰寒透骨,但人已经能够在这样的温度下正常生活了。

0℃ 水的冰点

地球表面的70%是被水覆盖着的,约有14亿千立方米的水量,其中有96.5%是海水,剩下的虽是淡水,但其中一半以上是冰。所以说地球是一个水的星球,正是这样的星球才能孕育出生命,所以“水”是生命之源。有了生命就有生机活力,世界才会更精彩。

既然水能结成冰,水也能变成气体扩散在空气中。当水在0℃时结成冰,就会失去流动性,不再是液体。所以有0℃是“水的冰点”之称。

10℃ 凉爽宜人的赤道城

在南美洲的厄瓜多尔国的首都基多城里,赤道线恰好通过该城。不少人认为通过赤道的城市一定很热。但事实并非如此,这里不论春、夏、秋、冬,一年中月平均气温都在10℃左右,年平均温差只有4℃。是一个四季如春、凉爽宜人的赤道城。

这是因为它位于海拔2800米的高原上。我们知道太阳光是一种短波辐射,当它通过大气时,只有很少部分被大气直接吸收,大部分则照射在地球表面,使地球表面增温。因此愈是靠近地面,由于吸收的热量愈多,温度升得愈高,反之,愈是向高处,吸收的热量愈少温度愈低。所以在高原地带,气候总是比较凉。

20℃ 双孢蘑菇菌丝生长温度

双孢蘑菇菌丝可在5℃~33℃生长,适宜生长温度20℃~25℃,最适宜生长温度22℃~24℃,高温致死温度为34℃~35℃。

30℃ 我是蚊子!

蚊子最喜欢的温度是30℃左右,太高了也受不了。秋天气候变冷温度降到10℃以下时,它们就会停止繁殖,不食不动进入冬眠,直到第二年春天激醒后又出来。

40℃ 人体自身的温度极限

人属于恒温动物,一般说来不会超出35℃~42℃的范围,41℃时人体器官肝、肾、脑将发生功能障碍,连续几天42℃的高烧,足以致使成年人死命。

鸟类和哺乳动物也都属于恒温动物,一般说鸟类的体温较高,在37℃~44.6℃范围内,而哺乳动物的体温较低,哺乳动物一般约在25℃~37℃之间。但总的说来都在40℃上下,与人类的体温差别不很大,这是因为它们跟我们人类都生活在同一个星球上,处在大体相同的环境中的缘故。

此外,经过科学家长期研究和观察对比,认为生活中的理想温度应该是:居室温度保持在20℃~25℃;穿衣保持最佳舒适感时,则皮肤的平均温度为33℃;饭菜的温度为46℃~58℃;饮水时的温度为44℃~59℃;泡茶的温度为70℃~80℃;洗澡水的温度为34℃~39℃;洗脚水的温度为50℃~60℃;冷水浴的温度为19℃~21℃;

50℃~60℃ 沙漠之温

由于沙漠地区的云量少,日照强,又缺乏植被覆盖,空气湿度小,因此白天气温上升极快,大部分时间都在30℃以上,中午最热的时候,温度能上升到50℃以上。在北非曾有高达58℃的记录。

但沙漠的夜间较凉,因为整夜无云,地面辐射强,散热快,夜间最低温度一般在7℃~12℃之间,也有出现薄霜的日子。

70℃ 味道感觉

生理心理学家的研究表明,人们食用食品时所获得的多种多样的味道感觉,实质上是由于味道和嗅觉协同作用的结果。

一些可以热喝的饮料,如咖啡,其温度在70℃时才味美可口,热牛奶和热菜的温度在70℃左右最为好喝。有些油炸类食品,比如油炸虾,温度应保持在70℃左右,虽然吃起来还有些烫,但这时的味道最美。

80℃ 温泉微生物

许多微生物一般都依靠光合作用而生存,这些依靠光合作用的微生物一般在72℃以下才能生存。然而在1967年,印第安纳大学的布洛克博士发现,在他放在一个叫做“蘑菇塘”80℃泉水中的载玻片上,附着一层微生物细胞。这是首次发现生活在72℃以上的生物。这种嗜热微生物属于细菌类,布洛克博士将它命名为“水生嗜热菌黄石一类”。

90℃ 海底火山口微生物

1979年,科学家造访了太平洋的深处的一个底火山口,这里温度常年在保持90℃,也是阳光不能到达的地方。但科学家惊奇地发现这里到处是生命——多毛虫、虾、蟹和其它生物。那些从来没有见过日光的微生物处在食物链的最底端,多毛虫没有口,没有胃或者其它的消化器官,周围水域的化学物质渗透进体内后,细菌就把它们转为多毛虫能够利用的食物。

100℃ 水的沸点

上面我们了解了水的冰点,那么水的沸点是100℃在一个大气压下,当我们的水开时,它的温度是100℃而且只能保持100℃。但是人们在海拔8000多米的珠穆朗玛峰上煮鸡蛋时开水最高只有80℃,那是因为在8000多米高的地方气压低了,所以水的沸点只有也降低了。

火锅浓汤的温度可高达120℃,最容易烫伤口腔粘膜。所以常常有人吃了火锅后会发生口腔溃烂甚至牙齿发炎肿胀。火锅里的海鲜类食品更应引起重视。

200℃ 地下热岩发电

英国从1987年开始进行岩浆发电实验。在英国一个温度最高的热岩地带,其在6000米深处的热岩可以把水加热到200℃,然后将200℃水的热能再转为电能。

300℃ 变质岩

地壳中的岩石,由于地壳活动或岩浆活动的影响,受到高温、高压的作用和岩浆的化学作用,使原来岩石的内部矿物成分、结构和构造上发生了变化,从而形成一种新的岩石,称为变质岩,这种变化称为变质作用。这一变质过程所要求的温度和压力分别为300℃和100兆帕。

400℃ 城市的污泥处理

在城市中,有工厂的地方污泥比较多,有些河流受污染后也沉积了大量的污泥。科学家为了解决这个污染问题,通过研究发现了污泥中含有可燃物质。加拿大则为此专门建立了一个实验工厂,进行污泥转化为新型燃料的研究工作。他们通过机械方法先将污泥中的大部分水和无用泥沙去掉,再将污泥烘干,然后将干泥放进一个℃的蒸馏器中,在与氧隔绝的条件下进行蒸馏,就可产生可燃物质。

500℃ 聚光式太阳灶

这种太阳灶是利用抛物面形的反射镜聚光获得较高温度,直径一般为1—2米。由于能量集中,因而热效率较高,可获得500℃的高温。这种聚光式太阳灶在我国农村的一些家庭中,用来做饭、炒菜、煮饲料、烧水。

600℃ 高效燃料电池

日本产业技术综合研究所与名古屋大学的联合研究小组开发出工作温度为600摄氏度、平均每平方厘米发电量0.8瓦、比现有同类电池发电量高出1倍以上的固体电解质型燃料电池。

700℃ 烟头、蚊香的温度

烟头的表面温度虽然只有250℃~300℃,烟头的中心温度一般在700℃~800℃左右,蚊香的燃烧温度也达700℃。

800℃ 火山熔岩

在火山爆发时,总会喷出大量红色的火山熔岩。刚喷出时一般是液体状态,通常温度在800℃—1200℃左右,火山熔岩在流淌的过程中,不断向大气和大地表面散热,产生大量的烟雾。所以火山熔岩在冷却时凝固都是由外向里进行的。

900℃ 矿石的熔化

矿石是较轻的、更活泼的金属物质,它不能被碳在可行的高温下还原出来,因为它们的原子在矿石中结合得更为紧密。这些金属通常是通过电解得到,或通过使它们的化合物与更活泼的金属发生反应而获得,例如,氧化铅和在950℃下电解水晶石(铝和钠的双氧化物)和氟化钙的混合物中的溶化的氧化铅。

1000℃(1千摄氏度) 钻石的形成

常言道:“钻石是女士的最佳良伴”。有趣的是:钻石原来只是纯碳,而碳是仅次于氢、氦和氧的宇宙间第四种最常见的化学元素。因此,钻石的罕有并不源自其化学元素成分,而是在于它形成的方法和地点。地球上的钻石相信是在100至300公里深;温度接近1000℃的地底形成,其后因火山爆发而带至地面。单以化学成分来看,钻石和用来制造铅笔芯的石墨,其实是近亲。如果你把钻石放入高温火炉;那么最终只会化为普通的石墨。

2000℃(2千摄氏度) “刚玉”

1924年,德国人鲁夫用纯氧化铝粉末成型,在2000℃左右的高温炉中烧结,得到了世界上第一块纯氧化铝制品,但一直到1993年才由西门子公司正式命名,中国人取其白如玉而坚硬不凡,将定译名为“刚玉”。

3000℃(3千摄氏度) 玻璃碳

玻璃碳是一种类似玻璃的碳,它兼有玻璃及碳素材料的双重性能。这种物质如果在真空或非氧化性气氛下的工作温度可达3000℃,而且耐热震性能好,可以作为熔炼高纯物质的坩埚,半导体外延炉感应加热板等,在科学上应用很广泛。

4000℃(4千摄氏度) 太阳黑子

大家都知道太阳黑子,太阳黑子出现比较多的情况下,会产生地磁暴给人们工作带来很多不方便。例如:航海的船舶迷失方向,通信信号连接不上。那么太阳黑子其实并不黑,它们中心的温度在4000℃以上。亮度仍可与上下弦时半个月亮的光相比。只不过在明亮的光球反衬下就显得很黑。

5000℃(5千摄氏度) 日珥

日珥主要突出日两边缘的一种太阳活动现象。它们比太阳圆面暗弱得多,在一般情况下被日晕淹没,不能直接看到,只有在日全食时通过望远镜才能看到。日珥的温度在5000—8000℃之间,一般可以扩散到几十万公里、形状千奇百怪。有的日珥能长期存在。奇怪的是日珥和日冕的温度、密度相差800倍,何以能长期共存,科学家们正在研究。

6000℃(6千摄氏度) 太阳表面

太阳的表面温度达到6000度。太阳大气中有90多种化学元素,其氢的含量最多,约占太阳质量的71%,氦约占27%,其他元素约占2%,包括钠、钙、铁、氧等。正因为这些化学元素每天都在制造核爆炸,放出大量的光和热,给我们生活带来生机。但太阳的能量是有限的,终有一天能量用完后,太阳也就消失了。

一个质量为月球质量的1/1000的微型黑洞,温度约为6000摄氏度,与太阳表面温度相当。

7000℃(7千摄氏度) 地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能、这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃。

8000℃(8千摄氏度) 牛郎星

在中国古代传说当中的牛郎星,在夜里我们观看到时它像一块宝石一样闪闪发亮。其实它的表面温度比太阳表面还要高2000℃,也就是8000℃。

9000℃(9千摄氏度) 水稻的积温

积温是某一时段内逐日平均气温之和。我国云南西南部、广东、福建、海南和台湾等省全年积温都是在8000℃以上,而最南端的海南乐东县莺歌海至三亚沿海一带、西沙永兴岛的全年积温更达9000摄氏度,热量资源极为丰富,适宜水稻等喜温作物生长。这些地区的水稻生长普遍两季乃至三季。

10000℃(1万摄氏度) 织女星

在夜里我们能观看到和牛郎星相伴的织女星,其温度有10000℃。

100000℃(十万摄氏度) 星云

在星际当中物质分布是不均匀的,有的地方云气体和尘埃比较密集,形成各种各样的云雾天体。这些云雾状的天体就叫星云。环状星云是一颗很有名的行星状星云,它的中心星是一个接近演化终点的白矮星,温度有100000℃,密度也非常高。

1000000℃(百万摄氏度) 日冕

太阳日冕的温度高达100万℃。

俄罗斯科学院圣彼堡技术物理大学成功地研制出一种温度计,可以快速测量热核反应堆中等离子体温度。科研人员在该温度计中使用了特殊结构的激光光源,从而在瞬间就能测量出温度高达1000000℃的等离子体的温度。

10000000℃ (千万摄氏度) 中子星表面

质量和太阳相当的中子星,表面温度约为1000万℃。

核聚变的发生必须具备1千万摄氏度以上甚至几亿摄氏度的高温。

100000000℃(1亿摄氏度) 人类创造的最高温度

人类所能产生的最高温是510000000℃约比太阳的中心热30倍,该温度是美国新泽西的普林斯顿等离子物理实验室中的托卡马克核聚变反应堆利用氘和氚的等离子混合体于1994年5月27日创造出来的。

1000000000℃(10亿摄氏度)及以上 宇宙大爆炸

宇宙大爆炸那一刻,温度达到无穷大;宇宙大爆炸后10负44次方秒,温度约为10000兆兆兆(一兆等于一万个一亿)度;宇宙大爆炸后10负36次方秒,宇宙温度继续下降,当时的温度约为10000兆兆度;宇宙大爆炸后10负32次方秒,温度约为1兆兆度;宇宙大爆炸10负12次方秒后,温度达到10000兆度;宇宙大爆炸后10负6次方秒,温度达到1兆度;宇宙大爆炸后10负4次方秒,温度达到1000亿度,这也是超新星爆发时其星核的温度;宇宙大爆炸后1秒,温度降低到约为100亿度;在大爆炸后的大约3秒,温度降到了10亿度,这也是最热的恒星内部的温度。

绝对的最高温度

粒子的能量是通过运动来表现的,绝对零度的意义,就是物体内所有原子都静止,不再有任何热运动

那么,粒子运动速度越快能量越高,宏观物质的温度也越高,粒子本身是没有温度的只能通过能量来表现其温度,所以,在一定压力下,每个粒子的运动速度都接近光速,能量也趋于无限大那就是温度的极限,也就是绝对的最高温度  

测温方法

测量温度的方法很多,按照测量体是否与被测介质接触,可分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。

接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触,两者之间进行充分的热交换,最后达到热平衡,这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种方法优点是直观可靠,缺点是感温元件影响被测温度场的分布,接触不良等都会带来测量误差,另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。

非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触,而是通过辐射进行热交换,故可以避免接触式测温法的缺点,具有较高的测温上限。此外,非接触式测温法热惯性小,可达1/1000S,故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。由于受物体的发射率、被测对象到仪表之间的距离以及烟尘、水汽等其他的介质的影戏那个,这种方法一般测温误差较大。

【温度按照测量方法的不同还有对人体的影响不同可以再分为】

1.干球温度 干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一

特点:在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。指标比较简单,使用方便。但

这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响,而没有反映出气候条件对人体热平衡

的综合作用

2.湿球温度 湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响,

比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响

3.等效温度 等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。它是一个以能量为基础来评

价矿井气候条件的指标

4 .同感温度 这个指标是通过实验,凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图

5.卡他度 卡他度用卡他计测定

特点 反映了气温和风速对气候条件的影响,但没有反映空气湿度的影响。为了测出温

度、湿度和风速三者的综合作用效果

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