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溫標

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溫標[1][2](temperature scale,scale of temperature)義為「溫度標尺」[3],是溫度的數值表示法,以量化數值配上溫度單位來表示[4]。它也是溫度計進行刻度的根據。

只要以物理方法使兩個不同的溫度在環境中產生,並測量再予以不同數值,即為溫標。例如:攝氏溫標定義水的熔點和沸點分別為0℃和100℃(詳見攝氏溫標)。

定義

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溫標的定義包括三個要素:[4]

  1. 測溫質(測量溫度所用的物質)與測溫參量(測溫質的某一隨溫度變化的屬性):
    電阻溫度計:利用金屬絲電阻隨溫度變化來標誌溫度;
    熱電偶溫度計:利用兩金屬導體組成的熱電偶電動勢隨溫度變化;
    光學高溫計:根據光的亮度黑體輻射定律來標誌溫度;
  2. 測溫參量溫度函數關係:
    最簡單的情況下,測溫參量與溫度呈正比,比如理想氣體溫標中當壓強趨近於0時,定體氣體溫度計的氣體體積與其熱力學溫度成正比;
    測溫參量亦可與溫度呈線性、對數、指數等複雜的函數關係;
  3. 標準溫度點的選定,並規定其數值:
    1954年國際計量大會選取水的三相點作為標準溫度點,並規定此狀態下的溫度為273.16K(0.01℃),記為

經驗溫標

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經驗溫標是利用某種物質的物理特性和溫度之間的變化關係來確定的溫標。 常用的經驗溫標有下列幾種

1.攝氏溫標(℃):在一大氣壓下水的冰點為0℃;沸點為100℃

2.華氏溫標(℉):在一大氣壓下水的冰點為32℉,沸點為212℉

3.開耳文溫標(K):以水的三相點273.16K作為標準點,在一大氣壓下水的冰點為273.15K,沸點為373.15K

4.蘭金溫標(°R):又稱華氏絕對溫標。在一大氣壓下水的冰點為491.69°R,沸點為671.69°R。

理想氣體溫標

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理想氣體溫標是一種根據玻意耳定律制定的溫標。該溫標以理想氣體(在各壓強下都嚴格遵守玻意耳定律的氣體)為測溫質,根據以測量溫度。並規定水的三相點溫度[5]

熱力學溫標

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1848年,英國物理學家開爾文(Lord Kelvin)從理論上建立了一種不依賴於任何測溫物質及測溫屬性的溫標。這種溫標叫做熱力學溫標(也叫絕對溫標),由它所確定的溫度稱為熱力學溫度,用T表示,單位稱為「開爾文」,簡稱開,符號K表示。1K等於水的三相點的熱力學溫度的1/273.16。在理想氣體溫標所能確定的溫度範圍內,熱力學溫標與理想氣體溫標數值一致。1960年國際計量大會對攝氏溫標重新定義,如以t表示攝氏溫度,則有t=T-273.15。

國際溫標

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參考文獻

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  1. ^ 存档副本. [2024-02-01]. (原始內容存檔於2024-02-01). 
  2. ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/5c04807b398dceee8d3d9e9e79db570a/?seq=1
  3. ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/e9ca6a3b87f6bca2b10857d61632db6d/?seq=1
  4. ^ 4.0 4.1 黃淑清; 聶宜如、申先甲. 《热学教程》第二版. 高等教育出版社. ISBN 7-04-004919-8.  1994年12月第二版,2005年11月第12次印刷:p.17-20
  5. ^ 張三慧. 大学物理学(第二册)热学. 清華大學出版社. 1999. ISBN 7-302-03485-0. 1999年7月第二版,2005年8月第21次印刷:p.8-10