溫度

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溫度(temperature)是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點(零點)和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標(°F)、攝氏溫標(°C)、熱力學溫標(K)和國際實用溫標。從分子運動論觀點看,溫度是物體分子平均平動動能的標誌。溫度是大量分子熱運動的集體表現,含有統計意義。對於個別分子來說,溫度是沒有意義的。

目錄

概念及解釋


經典熱力學中的溫度沒有最高溫度的概念,只有理論最低溫度「絕對零度」。熱力學第三定律指出,「絕對零度」是無法通過有限次步驟達到的。在統計熱力學中,溫度被賦予了新的物理概念——描述體系內能隨體系混亂度(即熵)變化率的強度性質熱力學量。由此開創了「熱力學負溫度區」的全新理論領域。通常我們生存的環境和研究的體系都是擁有無限量子態的體系,在這類體系中,內能總是隨混亂度的

高溫作業

增加而增加,因而是不存在負熱力學溫度的。而少數擁有有限量子態的體系,如雷射發生晶體,當持續提高體系內能,直到體系混亂度已經不隨內能變化而變化的時候,就達到了無窮大溫度,此時再進一步提高體系內能,即達到所謂「粒子布居反轉」的狀態下,內能是隨混亂度的減少而增加的,因而此時的熱力學溫度為負值!但是這裡的負溫度和正溫度之間不存在經典的代數關係,負溫度反而是比正溫度更高的一個溫度!經過量子統計力學擴充的溫標概念為:無限量子態體系:正絕對零度<正溫度<正無窮大溫度,有限量子態體系:正絕對零度<正溫度<正無窮大溫度=負無窮大溫度<負溫度<負絕對零度。正、負絕對零度分別是有限量子態體系熱力學溫度的下限和上限,均不可通過有限次步驟達到。

溫度是物體內分子間平均動能的一種表現形式。分子運動愈快,物體愈熱,即溫度愈高;分子運動愈慢,物體愈冷,即溫度愈低。這種現象被描述為一個物體的熱勢,或能量效應。當以數值表示溫度時,即稱之為溫度度數。值得注意的是,少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統,由於缺乏統計的數量要求,是沒有溫度的意義的。

大氣層中氣體的溫度是氣溫,是氣象學常用名詞。它直接受日射所影響:日射越多,氣溫越高。  

熱力學第零定律與溫度

高溫

如果兩個熱力學系統中的每一個都與第三個熱力學系統處於熱平衡(溫度相同),則它們彼此也必定處於熱平衡。這一結論稱做「熱力學第零定律」。熱力學第零定律的重要性在於它給出了溫度的定義和溫度的測量方法。定律中所說的熱力學系統是指由大量分子、原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實驗基礎。這個定律反映出:處在同一熱平衡狀態的所有的熱力學系統都具有一個共同的宏觀特徵,這一特徵是由這些互為熱平衡系統的狀態所決定的一個數值相等的狀態函數,這個狀態函數被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。  

攝氏溫標與華氏溫標

華氏度(Fahrenheit) 和攝氏度(Centigrade)都是用來計量溫度的單位。包括我國在內的世界上很多國家都使用攝氏度,美國和其他一些英語國家使用華氏度而較少使用攝氏度。

高溫

華氏度是以其發明者Gabriel D. Fahrenheir(1681-1736)命名的,其結冰點是31°F,沸點為212°F。 1714年德國人法勒海特(Fahrenheit)以水銀為測溫介質,製成玻璃水銀溫度計,選取氯化銨和冰水的混合物的溫度為溫度計的零度,人體溫度為溫度計的100度,把水銀溫度計從0度到l00度按水銀的體積膨脹距離分成100份,每一份為1華氏度,記作「1℉」。按照華氏溫標,則水的冰攝氏溫標

攝氏度的發明者是Anders Celsius(1701-1744),其結冰點是0°C,沸點為100°C。 1740年瑞典人攝氏(Celsius)提出在標準大氣壓下,把冰水混合物的溫度規定為0度,水的沸騰溫度規定為100度。根據水這兩個固定溫度點來對玻璃水銀溫度計進行分度。兩點間作100等分,每一份稱為1攝氏度。記作1℃。

 攝氏溫度和華氏溫度的關係 : T ℉ = 1.8t℃ + 32 (t為攝氏溫度數,T為華氏溫度數)  

溫度對自然的影響

溫度對音速、空氣密度、聲阻抗有顯著影響。

不同溫度對音速、空氣密度、聲阻抗的影響如下表:

溫度(°C) 音速(m/s) 空氣密度(kg/m3) 聲阻抗(s/m3)

-10 325.4 1.341 436.5

-5 328.5 1.316 432.4

濕度計

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  

從絕對零度到無限高的溫度

在整個宇宙當中,溫度無處不存在。無論在地球上還是在月球上,也無論是在熾熱的太陽上還是在陰冷的冥王星上,這一切無不由於空間位置的不同而存在著溫度的差別。例如,太陽表面溫度約為6000℃,而處於太陽系裡離太陽較遠的冥王星的表面溫度卻只有-240℃。又如,傳說中的牛郎星與織女星,在夜裡的星空中,它們只是閃爍的小亮點,而怎能讓人一下子想到牛郎星的表面最高溫度竟達8000℃,織女星的表面最高溫度竟達10000℃,真可謂是「熱戀之星」。

正因為宇宙中各行星的冷熱不同,才決定著生命的存在與否。想想看,如果人類要到太陽去,還沒到達早已化為灰焚了;再想想,如果人類要到陰冷的冥王星去,恐怕人的第一次呼吸還沒完成就早已在寒冷的溫度當中凍成了冰屍。

當然,在這樣莫大的宇宙中,只要位置適當,生命是完全可以存在的。現在的地球就是典型一例。地球上生命的誕生有人說是偶然的,其實它也是必然的。第一個有生命細胞的誕生,那是蘊含著「造物主」多少心思啊,其中溫度是必不可少的因素之一。因為只有在適宜的溫度下,化學反應才能正常進行物質分解或重組,才有了今天這個美麗的世界山川、河流、綠樹、紅花……才有了生命的誕生。

溫度是分子平均功能的標誌,它決定一個系統是否與其它系統處於熱平衡的物理量,它的基本特徵在於一切互為熱平衡的系統都具有相同的溫度。如當溫度較低時,分子、原子振動的速度很小,無法掙脫分子、原子也變小,分子之間距離就較大,此時物質為液態。但隨著溫度的不斷升高,分子運動十分激烈,分子間的距離也變大,此時物質為氣體。整個世界這麼精彩就是因為這些不同的分子,原子在不同的溫度下變化而來的。

在人們的現實生活中,通常比較熟悉的溫度範圍是—90℃到61℃即地球表面的氣溫變化範圍,其實在宇宙中還有很多關於溫度的東西已被人類得知,但我們不熟悉而已,本文將為各位讀者提供一部份從最冷的—273.15℃(絕對零度)到最熱的5.1億℃的知識讓大家了解一下。

—273.15℃ 絕對零度

絕對零度,即絕對溫標的開始,是溫度的最低極限,相當於—273.15℃,當達到這一溫度時所有的原子和分子熱運動都將停止。熱力學第三定律指出,絕對零度不可能通過有限的降溫過程達到,所以說絕對零度是一個只能逼近而不能達到的最低溫度。人類在1926年得到了0.71°K的低溫,1933年得到了0.27°K的低溫,1957年創造了0.00002°K的超低溫記錄。目前,利用原子核的絕熱去磁方法,我們已經得到了距絕對零度只差三千萬分之一度的低溫,但仍不可能得到絕對零度。

如果真的有絕對零度,那麼能不能檢測到呢?有沒有一種測量溫度的儀器可以測到絕對零度而不會干擾受測的系統(受測的系統如果受到干擾原子就會運動,從而就不是絕對零度了)?確實,絕對零度無法測量,是依靠理論計算定義的。研究發現,當溫度降低時,分子的平動就會變慢,那麼根據實驗數據外推得出,當降到某一溫度時,分子的平動能為零,於是就給出了絕對零度的定義。

桑拿濕度計

雖然說,溫度存在著理論下限——絕對零度,但是這並不意味著物質在絕對零度的溫度狀態下一切運動都停止了。從統計熱力學的角度看,物質的微觀運動大體上可以分為分子平動、分子轉動、分子振動、電子運動和核運動等幾類。在絕對零度下,描述分子整體平移的分子平動、描述分子繞質心旋轉的分子轉動確實已經消失,但是分子振動、電子運動和核運動存在最低量子態,是不能被溫度凍結的,所以說,客觀世界的靜止是相對的,運動是絕對的。

—270.15℃ 宇宙微波背景輻射

宇宙微波背景輻射是「宇宙大爆炸」所遺留下的布滿整個宇宙空間的熱輻射,反映的是宇宙年齡在只有38萬年時的狀況,其值為接近絕對零度的3K。

—260℃ 星際塵埃的溫度

在寒冷的宇宙空間,星際塵埃的溫度可低達—260℃。

—250℃ 低溫火箭發動機

印度空間研究組織試驗成功了一種低溫火箭發動機,該發動機的燃料溫度為—250℃。在其帶動下,發動機衝壓渦輪的最高速度達到4萬轉每分鐘,標誌著印度空間研究水平跨越了一個具有重要意義的里程碑。

—240℃ 冥王星

從冥王星上看太陽,太陽只是一個閃亮的光點,它從太陽上所接受到的光和熱,只有地球從太陽得到的幾萬分,因此,冥王星上是一個十分陰冷黑暗世界。最高溫度是—210℃,最低溫度是—240℃。除冥王星以外海王星也可達到—240℃。

科學家1898年在實驗室第一次得到了—240℃的低溫,這時,氫氣變成了液氫。

—230℃ 非金屬的磁性

非金屬材料在低溫下也能表現出磁性,這種磁體適用於製造新型計算機存儲設備,絕緣設備等。但這類材料在溫度超過一定限度時就會失去磁性。目前,臨界溫度最高的非金屬磁體在—230℃左右,即使施加高壓也僅能提高到—208℃。

—220℃ 天王星

天王星自轉一次的「天王星日」約為17小時14分,因為有快速的自轉而和木星一樣地呈現東西向的明顯條紋。因為距離太陽遙遠,天王星大氣層雲上端溫度約在—220℃,表面顯淡藍色。

—210℃ 鯨魚座τ的塵埃盤

鯨魚座τ是除了太陽以外離地球最近的類太陽恆星,距離太陽僅約12光年,亮度約3.5等,以肉眼就可以看到。它周遭有塵埃與彗星組成的塵埃盤,這個塵埃盤的直徑比太陽系稍大一些,溫度僅—210℃左右,可能是因為小行星和彗星彼此碰撞的碎片所形成。

-200℃ 土衛六星

到目前為止,我們尚未發現有任何地外生命存活的跡象。但卡西尼號正在探索的土衛六可能是一個生命起源的實驗室。

由於表面溫度為—200℃,土衛六不是一個能產生生命的地方,但是它的濃密的大氣層中含有許多碳氫化合物。它們通過太陽的紫外光可產生化學反應。光化學反應能產生有機分子,這些碳基化合物是產生生命的第一步。但是土衛六太冷了,以致於無法邁出下一步。它就像是一個深度凍結了的地球。在50億年後,它將會得到產生生命所需要的熱量,因為那時太陽將膨脹成一個熊熊發光的紅巨星。只是那時由於太陽已進入生命的暮年,生命大約已經來不及產生了。

-190℃ 低溫下出現許多奇怪現象

低溫世界就像魔術師,各種物質出現奇妙變化。空氣在-190℃時會變成淺藍色液體,如果把雞蛋放進去,它會產生淺藍色的熒光,摔在地上會像皮球一樣彈起來;鮮艷的花朵放進去,會變成玻璃一樣光閃閃,輕輕的一敲發出「叮噹」響,重敲竟破碎了,從魚缸撈出一條金魚頭朝下放進液體中,金魚再取出來就變得硬梆梆,晶瑩透明,彷彿水晶玻璃製成的「工藝品」,再將這「玻璃金魚」放回魚缸的水中,奇怪的是金魚竟然復活了,又擺動著輕紗一般的尾巴遊了起來。

-180℃ 「夢的纖維」——凱英拉縴維

凱英拉縴維的性能賽過鋼鐵和合金,被人們稱為「夢的纖維」這種液晶纖維的強度是鋼的5倍,鋁的10倍,玻璃纖維的3倍,能在—180℃左右連續使用。它主要用作飛機的結構材料、子午線輪胎、船體、運動器具、防護服裝和纜繩等。例如:美國波音飛機公司的767型客機採用了3噸凱英拉縴維與石墨纖維混雜的複合材料,使機身重量減輕了1噸,與波音727飛機相比,燃料消耗節省30%。

-170℃ 生命存活的低溫極限

這樣的溫度已有最簡單的微生物能夠生存了。觀察表明,大腸桿菌傷寒桿菌和化膿性葡萄球菌均能在—170℃下生存。

-160℃ 水星

離太陽最近的水星,它和太陽的平均距離為5790萬公里,是太陽最近的行星。它表面溫差最大,因為沒有大氣的調節,向陽面的溫度最高時可達430℃,但背陽面的夜間溫度可降—160℃,晝夜溫度差近600℃,這可是一個處於火和冰間的世界。溫度變化如此巨大,水星上是不可能有生命的。

—150℃ 木星

木星是太陽系中的第五個行星,木星為太陽系最大的行星,其內部可以放入1300個地球,密度較低,其重量僅為地球的317倍。木星的成份絕大部分是氫和氦。木星離太陽較遠,表面溫度達—150℃;木星內部散放出來的熱是它從太陽接受熱的兩倍以上。

—140℃ 液氮低溫加工橡膠品

橡膠製品是很難降解的高分子彈性材料,將它粉碎到具有廣泛用途的精細膠粉十分困難。目前,國際上利用廢輪胎工業化生產精細膠粉的方法主要採用液氮低溫冷凍法,即將橡膠在—130℃到—140℃的溫度下冷凍成玻璃化狀態再加以粉碎,就能輕易獲得優良的精細膠粉。

—130℃ 地球最低氣溫

地球上最低溫出現在南極最高峰——文生峰,這裡年平均氣溫-129℃,夏日平均氣溫-117.7℃。而地球上第一高峰珠穆朗瑪峰夏日平均氣溫也有-45℃,南極地區的冷烈可見一斑。

—120℃ 金星最低溫度

金星日夜溫差最大,金星白天溫度可達480℃;夜晚最低溫度可達—120℃,因此,日夜溫差可達600度左右。

—110℃ 酒精溫度計

溫度計中紅色的液體是酒精,酒精在—117℃才會凝結。因而在地球上溫度最低的南極洲,酒精溫度計也能用。當然溫度低於—117℃時,酒精溫度計也派不上用場了。

—100℃ 最冷的壓縮機

一個國外電腦玩家使用了超過4個壓縮機,自製了一套可以降溫到—100℃的壓縮機系統,來給CPU處理器降溫!

—90℃ 地球最低溫

在南極的內陸,人們已經測到-88.3℃的低溫。

—80℃ SARS病毒不怕低溫

SARS病毒的一個顯著特點是怕熱不怕冷,即使是在—80℃它還能至少生存4天,甚至多達21天,而在56℃下SARS病毒的生存時間不超過90分鐘。

—70℃ 北極最低氣溫

北極地區年平均氣溫北極地區年平均氣溫在—15℃~—20℃之間,比南極年平均氣溫高25℃,冬季時(1月)極夜期為180天,最低氣溫在—70℃。低溫可預防某些疾病,生活在北極的愛斯基摩人是先靠吃海豹肉和海豹油為主,當地人很少有心臟病、心血管高血壓關節炎等疾病。

—60℃ 火星的溫度

在遠離地球的火星上,平均溫度是—60℃。

—50℃ 我國最冷氣溫

在我國有過低於-50℃的地區記錄不多。中國內蒙古自治區大興安嶺的矣渡河在1922年1月16日曾觀測到-50.1℃的溫度,是新中國成立前氣溫記錄中的最低值。

新中國成立後,新疆北部的一個氣象站在1960年1月20日以-50.7℃的低溫首次打破了記錄,接著1月21日又以-51.5℃再創全國新記錄。中國最北的氣象站——黑龍江省漠河氣象站1968年12月27日清晨測得了—50.9℃,而在1969年2月13日漠河終於誕生了中國現有氣象資料中的極端最低氣溫記錄:—52.3℃。

世界上最不怕冷的花,是出產在中國的雪蓮,即使-50℃,也鮮花盛開。

—40℃ 我國最冷的一天

大家都知道我國最北的地方是漠河,漠河在中國有氣象記錄以來最冷日子是1960年1月21日,日平均氣溫為—43.8℃。

—30℃ 國色天香牡丹花

牡丹原產我國,喜溫涼高燥,忌炎熱低濕環境。較耐寒,可耐零下30攝氏度的低溫。

在北京門頭溝去的一條山谷中,嚴冬時節溫度最低可達—30℃,山裡有水的地方基本上都結成厚冰,但這裡卻有一隻泉眼裡的泉水千年不凍,並且水裡一年四季都生長著茂盛的水草,因此被當地人稱為「千年不凍水」。

-20℃ 低溫燃料電池組

日本本田公司最近宣布成功地開發出可以在-20℃低溫下起動的燃料電池組,體積大幅度減小、功率更大。配備該電池組的汽車得到日本國土交通大臣批准後,已經開始公路行駛試驗。

-10℃ 人可以居住生活了

-10℃已是地球上高緯度地區寒冬季節常見的溫度了。雖然會感到冰寒透骨,但人已經能夠在這樣的溫度下正常生活了。

0℃ 水的冰點

地球表面的70%是被水覆蓋著的,約有14億千立方米的水量,其中有96.5%是海水,剩下的雖是淡水,但其中一半以上是冰。所以說地球是一個水的星球,正是這樣的星球才能孕育出生命,所以「水」是生命之源。有了生命就有生機活力,世界才會更精彩。

既然水能結成冰,水也能變成氣體擴散在空氣中。當水在0℃時結成冰,就會失去流動性,不再是液體。所以有0℃是「水的冰點」之稱。

10℃ 涼爽宜人的赤道城

在南美洲的厄瓜多國的首都基多城裡,赤道線恰好通過該城。不少人認為通過赤道的城市一定很熱。但事實並非如此,這裡不論春、夏、秋、冬,一年中月平均氣溫都在10℃左右,年平均溫差只有4℃。是一個四季如春、涼爽宜人的赤道城。

這是因為它位於海拔2800米的高原上。我們知道太陽光是一種短波輻射,當它通過大氣時,只有很少部分被大氣直接吸收,大部分則照射在地球表面,使地球表面增溫。因此愈是靠近地面,由於吸收的熱量愈多,溫度升得愈高,反之,愈是向高處,吸收的熱量愈少溫度愈低。所以在高原地帶,氣候總是比較涼。

20℃ 雙孢蘑菇菌絲生長溫度

雙孢蘑菇菌絲可在5℃~33℃生長,適宜生長溫度20℃~25℃,最適宜生長溫度22℃~24℃,高溫致死溫度為34℃~35℃。

30℃ 我是蚊子!

蚊子最喜歡的溫度是30℃左右,太高了也受不了。秋天氣候變冷溫度降到10℃以下時,它們就會停止繁殖,不食不動進入冬眠,直到第二年春天激醒後又出來。

40℃ 人體自身的溫度極限

人屬於恆溫動物,一般說來不會超出35℃~42℃的範圍,41℃時人體器官肝、腎、腦將發生功能障礙,連續幾天42℃的高燒,足以致使成年人死命。

鳥類和哺乳動物也都屬於恆溫動物,一般說鳥類的體溫較高,在37℃~44.6℃範圍內,而哺乳動物的體溫較低,哺乳動物一般約在25℃~37℃之間。但總的說來都在40℃上下,與人類的體溫差別不很大,這是因為它們跟我們人類都生活在同一個星球上,處在大體相同的環境中的緣故。

此外,經過科學家長期研究和觀察對比,認為生活中的理想溫度應該是:居室溫度保持在20℃~25℃;穿衣保持最佳舒適感時,則皮膚的平均溫度為33℃;飯菜的溫度為46℃~58℃;飲水時的溫度為44℃~59℃;泡茶的溫度為70℃~80℃;洗澡水的溫度為34℃~39℃;洗腳水的溫度為50℃~60℃;冷水浴的溫度為19℃~21℃;

50℃~60℃ 沙漠之溫

由於沙漠地區的雲量少,日照強,又缺乏植被覆蓋,空氣濕度小,因此白天氣溫上升極快,大部分時間都在30℃以上,中午最熱的時候,溫度能上升到50℃以上。在北非曾有高達58℃的記錄。

但沙漠的夜間較涼,因為整夜無雲,地面輻射強,散熱快,夜間最低溫度一般在7℃~12℃之間,也有出現薄霜的日子。

70℃ 味道感覺

生理心理學家的研究表明,人們食用食品時所獲得的多種多樣的味道感覺,實質上是由於味道和嗅覺協同作用的結果。

一些可以熱喝的飲料,如咖啡,其溫度在70℃時才味美可口,熱牛奶和熱菜的溫度在70℃左右最為好喝。有些油炸類食品,比如油炸蝦,溫度應保持在70℃左右,雖然吃起來還有些燙,但這時的味道最美。

80℃ 溫泉微生物

許多微生物一般都依靠光合作用而生存,這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,印第安納大學的布洛克博士發現,在他放在一個叫做「蘑菇塘」80℃泉水中的載玻片上,附著一層微生物細胞。這是首次發現生活在72℃以上的生物。這種嗜熱微生物屬於細菌類,布洛克博士將它命名為「水生嗜熱菌黃石一類」。

90℃ 海底火山口微生物

1979年,科學家造訪了太平洋的深處的一個底火山口,這裡溫度常年在保持90℃,也是陽光不能到達的地方。但科學家驚奇地發現這裡到處是生命——多毛蟲、蝦、蟹和其它生物。那些從來沒有見過日光的微生物處在食物鏈的最底端,多毛蟲沒有口,沒有胃或者其它的消化器官,周圍水域的化學物質滲透進體內後,細菌就把它們轉為多毛蟲能夠利用的食物。

100℃ 水的沸點

上面我們了解了水的冰點,那麼水的沸點是100℃在一個大氣壓下,當我們的水開時,它的溫度是100℃而且只能保持100℃。但是人們在海拔8000多米的珠穆朗瑪峰上煮雞蛋時開水最高只有80℃,那是因為在8000多米高的地方氣壓低了,所以水的沸點只有也降低了。

火鍋濃湯的溫度可高達120℃,最容易燙傷口腔粘膜。所以常常有人吃了火鍋後會發生口腔潰爛甚至牙齒髮炎腫脹。火鍋里的海鮮類食品更應引起重視。

200℃ 地下熱岩發電

英國從1987年開始進行岩漿發電實驗。在英國一個溫度最高的熱岩地帶,其在6000米深處的熱岩可以把水加熱到200℃,然後將200℃水的熱能再轉為電能。

300℃ 變質岩

地殼中的岩石,由於地殼活動或岩漿活動的影響,受到高溫、高壓的作用和岩漿的化學作用,使原來岩石的內部礦物成分、結構和構造上發生了變化,從而形成一種新的岩石,稱為變質岩,這種變化稱為變質作用。這一變質過程所要求的溫度和壓力分別為300℃和100兆帕。

400℃ 城市的污泥處理

在城市中,有工廠的地方污泥比較多,有些河流受污染後也沉積了大量的污泥。科學家為了解決這個污染問題,通過研究發現了污泥中含有可燃物質。加拿大則為此專門建立了一個實驗工廠,進行污泥轉化為新型燃料的研究工作。他們通過機械方法先將污泥中的大部分水和無用泥沙去掉,再將污泥烘乾,然後將干泥放進一個℃的蒸餾器中,在與氧隔絕的條件下進行蒸餾,就可產生可燃物質。

500℃ 聚光式太陽灶

這種太陽灶是利用拋物面形的反射鏡聚光獲得較高溫度,直徑一般為1—2米。由於能量集中,因而熱效率較高,可獲得500℃的高溫。這種聚光式太陽灶在我國農村的一些家庭中,用來做飯、炒菜、煮飼料、燒水。

600℃ 高效燃料電池

日本產業技術綜合研究所與名古屋大學的聯合研究小組開發出工作溫度為600攝氏度、平均每平方厘米發電量0.8瓦、比現有同類電池發電量高出1倍以上的固體電解質型燃料電池。

700℃ 煙頭、蚊香的溫度

煙頭的表面溫度雖然只有250℃~300℃,煙頭的中心溫度一般在700℃~800℃左右,蚊香的燃燒溫度也達700℃。

800℃ 火山熔岩

在火山爆發時,總會噴出大量紅色的火山熔岩。剛噴出時一般是液體狀態,通常溫度在800℃—1200℃左右,火山熔岩在流淌的過程中,不斷向大氣和大地表面散熱,產生大量的煙霧。所以火山熔岩在冷卻時凝固都是由外向里進行的。

900℃ 礦石的熔化

礦石是較輕的、更活潑的金屬物質,它不能被碳在可行的高溫下還原出來,因為它們的原子在礦石中結合得更為緊密。這些金屬通常是通過電解得到,或通過使它們的化合物與更活潑的金屬發生反應而獲得,例如,氧化鉛和在950℃下電解水晶石(鋁和鈉的雙氧化物)和氟化鈣的混合物中的溶化的氧化鉛。

1000℃(1千攝氏度) 鑽石的形成

常言道:「鑽石是女士的最佳良伴」。有趣的是:鑽石原來只是純碳,而碳是僅次於氫、氦和氧的宇宙間第四種最常見的化學元素。因此,鑽石的罕有並不源自其化學元素成分,而是在於它形成的方法和地點。地球上的鑽石相信是在100至300公里深;溫度接近1000℃的地底形成,其後因火山爆發而帶至地面。單以化學成分來看,鑽石和用來製造鉛筆芯的石墨,其實是近親。如果你把鑽石放入高溫火爐;那麼最終只會化為普通的石墨。

2000℃(2千攝氏度) 「剛玉」

1924年,德國人魯夫用純氧化鋁粉末成型,在2000℃左右的高溫爐中燒結,得到了世界上第一塊純氧化鋁製品,但一直到1993年才由西門子公司正式命名,中國人取其白如玉而堅硬不凡,將定譯名為「剛玉」。

3000℃(3千攝氏度) 玻璃碳

玻璃碳是一種類似玻璃的碳,它兼有玻璃及碳素材料的雙重性能。這種物質如果在真空或非氧化性氣氛下的工作溫度可達3000℃,而且耐熱震性能好,可以作為熔煉高純物質的坩堝,半導體外延爐感應加熱板等,在科學上應用很廣泛。

4000℃(4千攝氏度) 太陽黑子

大家都知道太陽黑子,太陽黑子出現比較多的情況下,會產生地磁暴給人們工作帶來很多不方便。例如:航海的船舶迷失方向,通信信號連接不上。那麼太陽黑子其實並不黑,它們中心的溫度在4000℃以上。亮度仍可與上下弦時半個月亮的光相比。只不過在明亮的光球反襯下就顯得很黑。

5000℃(5千攝氏度) 日珥

日珥主要突出日兩邊緣的一種太陽活動現象。它們比太陽圓面暗弱得多,在一般情況下被日暈淹沒,不能直接看到,只有在日全食時通過望遠鏡才能看到。日珥的溫度在5000—8000℃之間,一般可以擴散到幾十萬公里、形狀千奇百怪。有的日珥能長期存在。奇怪的是日珥和日冕的溫度、密度相差800倍,何以能長期共存,科學家們正在研究。

6000℃(6千攝氏度) 太陽表面

太陽的表面溫度達到6000度。太陽大氣中有90多種化學元素,其氫的含量最多,約佔太陽質量的71%,氦約佔27%,其他元素約佔2%,包括鈉、鈣、鐵、氧等。正因為這些化學元素每天都在製造核爆炸,放出大量的光和熱,給我們生活帶來生機。但太陽的能量是有限的,終有一天能量用完後,太陽也就消失了。

一個質量為月球質量的1/1000的微型黑洞,溫度約為6000攝氏度,與太陽表面溫度相當。

7000℃(7千攝氏度) 地熱能

地熱能是由地殼抽取的天然熱能、這種能量來自地球內部的熔岩,並以熱力形式存在,是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達7000℃。

8000℃(8千攝氏度) 牛郎星

在中國古代傳說當中的牛郎星,在夜裡我們觀看到時它像一塊寶石一樣閃閃發亮。其實它的表面溫度比太陽表面還要高2000℃,也就是8000℃。

9000℃(9千攝氏度) 水稻的積溫

積溫是某一時段內逐日平均氣溫之和。我國雲南西南部、廣東、福建、海南和台灣等省全年積溫都是在8000℃以上,而最南端的海南樂東縣鶯歌海至三亞沿海一帶、西沙永興島的全年積溫更達9000攝氏度,熱量資源極為豐富,適宜水稻等喜溫作物生長。這些地區的水稻生長普遍兩季乃至三季。

10000℃(1萬攝氏度) 織女星

在夜裡我們能觀看到和牛郎星相伴的織女星,其溫度有10000℃。

100000℃(十萬攝氏度) 星雲

在星際當中物質分布是不均勻的,有的地方雲氣體和塵埃比較密集,形成各種各樣的雲霧天體。這些雲霧狀的天體就叫星雲。環狀星雲是一顆很有名的行星狀星雲,它的中心星是一個接近演化終點的白矮星,溫度有100000℃,密度也非常高。

1000000℃(百萬攝氏度) 日冕

太陽日冕的溫度高達100萬℃。

俄羅斯科學院聖彼堡技術物理大學成功地研製出一種溫度計,可以快速測量熱核反應爐中電漿體溫度。科研人員在該溫度計中使用了特殊結構的雷射光源,從而在瞬間就能測量出溫度高達1000000℃的電漿體的溫度。

10000000℃ (千萬攝氏度) 中子星表面

質量和太陽相當的中子星,表面溫度約為1000萬℃。

核聚變的發生必須具備1千萬攝氏度以上甚至幾億攝氏度的高溫。

100000000℃(1億攝氏度) 人類創造的最高溫度

人類所能產生的最高溫是510000000℃約比太陽的中心熱30倍,該溫度是美國紐澤西的普林斯頓電漿物理實驗室中的托卡馬克核聚變反應爐利用氘和氚的電漿混合體於1994年5月27日創造出來的。

1000000000℃(10億攝氏度)及以上 宇宙大爆炸

宇宙大爆炸那一刻,溫度達到無窮大;宇宙大爆炸後10負44次方秒,溫度約為10000兆兆兆(一兆等於一萬個一億)度;宇宙大爆炸後10負36次方秒,宇宙溫度繼續下降,當時的溫度約為10000兆兆度;宇宙大爆炸後10負32次方秒,溫度約為1兆兆度;宇宙大爆炸10負12次方秒後,溫度達到10000兆度;宇宙大爆炸後10負6次方秒,溫度達到1兆度;宇宙大爆炸後10負4次方秒,溫度達到1000億度,這也是超新星爆發時其星核的溫度;宇宙大爆炸後1秒,溫度降低到約為100億度;在大爆炸後的大約3秒,溫度降到了10億度,這也是最熱的恆星內部的溫度。

絕對的最高溫度

粒子的能量是通過運動來表現的,絕對零度的意義,就是物體內所有原子都靜止,不再有任何熱運動

那麼,粒子運動速度越快能量越高,宏觀物質的溫度也越高,粒子本身是沒有溫度的只能通過能量來表現其溫度,所以,在一定壓力下,每個粒子的運動速度都接近光速,能量也趨於無限大那就是溫度的極限,也就是絕對的最高溫度  

測溫方法

測量溫度的方法很多,按照測量體是否與被測介質接觸,可分為接觸式測溫法和非接觸式測溫法兩大類。

接觸式測溫法的特點是測溫元件直接與被測對象接觸,兩者之間進行充分的熱交換,最後達到熱平衡,這時感溫元件的某一物理參數的量值就代表了被測對象的溫度值。這種方法優點是直觀可靠,缺點是感溫元件影響被測溫度場的分布,接觸不良等都會帶來測量誤差,另外溫度太高和腐蝕性介質對感溫元件的性能和壽命會產生不利影響。

非接觸式測溫法的特點是感溫元件不與被測對象相接觸,而是通過輻射進行熱交換,故可以避免接觸式測溫法的缺點,具有較高的測溫上限。此外,非接觸式測溫法熱慣性小,可達1/1000S,故便於測量運動物體的溫度和快速變化的溫度。由於受物體的發射率、被測對象到儀錶之間的距離以及煙塵、水氣等其他的介質的影戲那個,這種方法一般測溫誤差較大。

【溫度按照測量方法的不同還有對人體的影響不同可以再分為】

1.幹球溫度 幹球溫度是我國現行的評價礦井氣候條件的指標之一

特點:在一定程度上直接反映出礦井氣候條件的好壞。指標比較簡單,使用方便。但

這個指標只反映了氣溫對礦井氣候條件的影響,而沒有反映出氣候條件對人體熱平衡

的綜合作用

2.濕球溫度 濕球溫度這個指標可以反映空氣溫度和相對濕度對人體熱平衡的影響,

比幹球溫度要合理些。但這個指標仍沒有反映風速對人體熱平衡的影響

3.等效溫度 等效溫度定義為濕空氣的焓與比熱的比值。它是一個以能量為基礎來評

價礦井氣候條件的指標

4 .同感溫度 這個指標是通過實驗,憑受試者對環境的感覺而得出的同感溫度計算圖

5.卡他度 卡他度用卡他計測定

特點 反映了氣溫和風速對氣候條件的影響,但沒有反映空氣濕度的影響。為了測出溫

度、濕度和風速三者的綜合作用效果

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