溫度的定義及相關(guān)知識

溫度”在百科這樣描述：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(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。溫度規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(零點)和測量溫度的基本單位。國際單位為熱力學(xué)溫標(biāo)(K)。目前國際上用得較多的其他溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)(°F)、攝氏溫標(biāo)(°C)和國際實用溫標(biāo)。

溫度有幾種定義，這取決于其所涉及的領(lǐng)域。例如：
◆物理：物理現(xiàn)象 - 動能的一種表現(xiàn)形式，表明分子在物體或物質(zhì)中的熱擾動程度；用于測量這一現(xiàn)象的任意參數(shù)。
◆氣候：導(dǎo)致不同程度加熱的空氣能態(tài)。
◆生理：人體或動物體溫。

因此，溫度是一個強度量(用于描述系統(tǒng)的狀態(tài)的量，其數(shù)值并不取決于構(gòu)成系統(tǒng)的材料的數(shù)量)，這使得它難以進行衡量，因而鼓勵根據(jù)可重復(fù)的、容易辨識的物理現(xiàn)象使用實用標(biāo)度以使溫度受到監(jiān)控。

如今，該適用標(biāo)度是1990年國際溫標(biāo)(ITS-90)。這是從1927年以來至今采用第一個標(biāo)度進行溫度測量的技術(shù)改進的結(jié)果。該標(biāo)度是根據(jù)固定的溫度點(基于純物質(zhì)相變)、儀器(溫度計)和固定點之間的插值公式或外推公式所獲得的。由于固定點溫度的精度提高了，因此該標(biāo)度必然隨時間演變，使得標(biāo)度值更接近熱力學(xué)溫度。

絕對單位和相對單位
可以確定兩類溫度測量的單位：絕對單位和相對單位。
◆絕對單位
絕對單從絕對零度開始，理論上可能是低溫度。它對應(yīng)于系統(tǒng)中的分子和原子可能具有的低熱能點。

-開爾文(國際單位制)
由字母K表示，沒有任何“°”度符號。它由William Thomson創(chuàng)建。該單位于1954年被納入國際單位制。熱力學(xué)溫度單位(開爾文)是根據(jù)水的三相點273.16K(或0.01℃)定義的。

◆相對單位
相對單位，因為它們與總是產(chǎn)生相同溫度的物理和化學(xué)過程進行比較。

-攝氏度(國際單位制)
也稱攝氏度數(shù)，用符號℃表示。該測量單位的定義是，當(dāng)在一個大氣壓下進行兩次測量時，將值0℃為水的凝固點，將值100℃為水的沸點。然后將標(biāo)度分成100個相等的部分，其中每個部分對應(yīng)于1度。這個標(biāo)度是由瑞典物理學(xué)家和天文學(xué)家安德斯·攝爾修斯于1742年提出的。

-華氏度(國際單位制)
該測量單位基于氯化銨溶液的凝固點和蒸發(fā)點之間的分度。通過這種方式，丹尼爾·加布里埃爾·華倫海特在1724年的提議確定了氯化銨在水中的凝固溫度(0℃)和蒸發(fā)溫度(100℃)。他使用便攜式水銀溫度計來測量等量的碎冰和氯化銨的混合物。這種濃鹽水在當(dāng)時的實驗室里可實現(xiàn)溫度。然后，他再制作碎冰和純水的混合物，確定了溫度點30ºF，后來設(shè)定了32ºF(冰的熔點)，然后將便攜式溫度計暴露在沸水蒸汽中，得到溫度點212ºF(水的沸點)。兩點之間的差異是180ºF，它被分成180個相等的部分，因而產(chǎn)生了華氏度。

ITS-90
根據(jù)普朗克單色輻射定律，在0.65K以上和*高可測溫度下進行定義。利用該標(biāo)度(T90)測得的溫度節(jié)jin力學(xué)溫度。這意味著該標(biāo)度是通用的。

ITS-90涵蓋多個溫度范圍。因此，對于每個溫度范圍，它定義了固定溫度點和用于在這些固定點之間進行測量和插值的特定儀器。固定的溫度點對應(yīng)于純物質(zhì)的相變。例如，鋅、錫或銀的凝固點，鎵的熔點或氧、汞或水的三相點。

固定點溫度(單位為K)        物質(zhì)          固定點類型

3-5                                  氦              飽和蒸氣壓
13.8033                           氫              三相(點)
約17                                氫(或氦)     飽和蒸氣壓(或氣體溫度計)
約20.3                             氫(或氦)     飽和蒸氣壓(或氣體溫度計)
24.5561                           氖              三相(點)
54.3584                           氧              三相(點)
83.8058                           氬              三相(點)
234.3156                         汞              三相(點)
273.16                             水              三相(點)
302.9146                         鎵              熔(點)
429.7485                         銦              凝固(點)
505.078                           錫              凝固(點)
692.677                           鋅              凝固(點)
933.473                           鋁              凝固(點)
1234.93                           銀              凝固(點)
1337.33                           金              凝固(點)
1357.77                           銅              凝固(點)

特別是，對于廣泛測量的溫度，ITS-90定義了：
①在13.803K(-259.346℃)和1234.93K(+961.78℃)之間的14個固定點，而且插值儀器是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計。
②高于1234.93K(961.78℃)的3個固定點，而且溫度通過光學(xué)高溫測定法進行測量(使用普朗克輻射定律，對這三個固定點之一進行外推)。

而今，溫度是除時間之外廣泛測量的量值。在工業(yè)中，這個量值尤為重要。事實上，它經(jīng)常影響制成品的質(zhì)量。此外，人們對溫度進行測量和控制(通過控制器、PLC或其他設(shè)備)，以確保安全的過程，并控制能源支出。

這意味著您必須使用適合于過程的溫度傳感器，并根據(jù)使用條件進行盡可能精確的測量。有熱電偶和熱電阻這兩種類型的溫度傳感器廣泛用于實現(xiàn)這一功能。