温度

概述

【温度】（temperature）表示物质冷热程度的物理量。物体温度的升高或降低表示物体内部分子热运动平均能量的增加或减少。温标是温度的标尺，是为量度物体温度的高低而对温度零点和分度方法所作的一种规定，是温度的单位制。不同的零点和分度方法，则温度的单位制不同。热力学温度的法定计量单位为开〔尔文〕，而摄氏温度的法定计量单位为摄氏度，分别用符号K和℃表示。气象观测中常用摄氏温度。气温是空气温度的简称，地面温度是指离地面1．5m高度上百叶箱中干球温度表所测的空气温度。 温度

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GabrielD.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AndersCelsius(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)

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。

生活中常见的温度

-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

生理和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海底火山口，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

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。