华氏温标的单位是什么，华氏温标与摄氏温标的换算推导

科技研究需要工具和量化，但开发工具也需要基础的科技相关知识和思维方式。温度测量系统对于热力学当然非常重要，但温度也与人们的生活和生产密切相关。人和动物都深刻地感受到自然环境的变化，如“鸭子是春江水暖的先知”、“冬夜寒冷而漫长”。

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上是指物体分子热运动的强度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。用于测量物体温度值的标度称为温标。

首先，让我们了解一下我们目前使用的两种温标系统：华氏温标和摄氏温标。华氏和摄氏度就像所谓的吴和苏，但他们是两个外国人，两个男人。华氏度的英文名称以Fahrenheit 开头而不是H，摄氏度的英文名称以Celius 开头而不是S 开关。华氏温标：这是由德国华氏公司于1714 年创建的温标。以水银为测温物质，冰的熔点为32度，沸点为212度，分为180级，以华氏度表示。摄氏温标：1740年，瑞典摄氏论文提出将标准大气压下冰水混合物的温度设定为0摄氏度，水的沸点设定为100摄氏度。根据水的两个固定温度点分阶段显示温度。将两点之间的距离分成100个等间隔，每个间隔称为1摄氏度，记录为1摄氏度。华氏度=32F + 摄氏度 1.8C=(华氏度- 32F) 1.8。体温对应关系为：30C=86F

有一种简单的估计方法可以将华氏度转换为摄氏度。 3 华氏度大约等于其相应的摄氏度，但个位和十位数字相反。 40 华氏度=04 摄氏度61 华氏度=16 摄氏度82 华氏度=28 摄氏度

1 为什么参数是32？温度测量装置上标出刻度的方法和确定物质冰点和沸点的方法是人为规定的，但应该是合理的。并且会朝着更加理性的方向不断完善。荷兰人瓦伦海特想出了一种标准化温度计刻度的方法。他将温度计放入冰、雪和盐的混合物中，观察玻璃管中的水银会落到哪里，并在玻璃管中刻一条线，将温度计设置为零（当时还不知道）。温度）。时间）。然后将温度计放入口中（测量体温），看看水银上升的位置，再画一条线。将两条直线分成24 个正方形，每个正方形代表1 度。后来我觉得这样的网格太大了，所以我把每个网格分成四个相等的网格，总共创建了从0度到96度的96个网格。然后使用相同大小的网格来标记0度以下和96度以上的度数。其他液体（例如酒精）可以用相同的方式缩放。许多人采用这种类型的校准温度计。由华伦海特开发，因此被称为华氏温度计，测量的度数为华氏数，用字母“F”表示。例如，水的冰点是32 华氏度，因此写为“32”。水的沸点是212 华氏度，因此写为“212F”。

如果少量其他物质（也称为杂质）溶解在液体中，即使量很小，该物质的凝固点也会发生显着变化。例如，当盐溶解在水中时，熔点（固相和液相共存并达到平衡状态的温度）显着降低，但海水是溶解了盐的水。在冬天，它在较低的温度下结冰比河水马苏。这就是原因。饱和盐水的熔点可降至约-22C。

事实上，水的冰点定为32度，这一定有些巧合。首先要确定的两个点是冰水混合物的最低点和体温的最高点，并且必须将它们平均分配。接下来，我们测量了冰水的冰点和沸点。

Wallenheit 生产了两种类型的温度计。一个装满了酒精，另一个装满了水银。从他1724年发表的第一篇论文来看，他当时使用的温度计选择了两个固定点，冷冻盐水混合物的温度和人体血液的温度，并测量它们之间的间隔，除以96度。从1724年发表的第二篇论文来看，他还使用了由冰和水的混合物确定的第三个固定点。引用这篇论文：“这些温度计的刻度仅用于从0 度开始到96 度结束的气象观测。这个刻度取决于对三个固定点的确定，其中最低点.由以下因素的混合确定：冰、水、氯化铵或海盐，当你将温度计浸入其中时，[温度计中]的液体下降到标记为零的点。由此得出第二点，如果混合物是由水和冰组成的，但不含前面提到的盐；如果将温度计浸入这种混合物中，温度将固定在32度.第三点是96度，如果将温度计放在健康人的嘴里或下面他的手臂上，酒精会膨胀到那个点。”在他的第五篇论文中，他写道： 他说：关于液体的沸点，据说当时发现水的沸点是212度，但后来通过各种观察和实验发现，即使对于同一种水，这个点也是恒定的。同一大气的重量在不同条件下可能有很大差异。这意味着1724年的212度并不是事先计划好的，只是沸水碰巧将水银升高到了这一点。如果沃伦海德对其1724 年论文的解释是正确的，那么同样巧合的原因使他将32 度记录为水的冰点，并将180 度固定为水的冰点和沸点之间的距离。在瓦伦海特后来的实践中，我们可能会期望他的实验结果导致他放弃第一篇论文中描述的两个不动点，而选择水的冰点和沸点作为更方便的不动点。然而，没有直接可靠的信息表明他或他的阿姆斯特丹合作者实际上采取了这一步。他在1714 年送给C. Wolff 的两个温度计（《博闻录》）的说明书显示，来自冷冻盐水混合物的血液温度首先被分成24 份，然后将这24 份中的每份进一步分成4 个相等的份数。共96 等份。

我们知道水银的凝固点是-38.86（101325Pa大气压），但这与32度没有关系。华氏度将水的冰点设定为32F 纯属偶然。

汞（Hydrargyrum）是一种化学元素，化学符号为Hg。它在元素周期表中排名第80位。它位于化学元素周期表第6周期和第IIB族。俗称汞。它是在常温常压下唯一存在的液体，金属（严格来说，镓（符号Ga，元素编号31）和铯（符号Cs，元素编号55）在室温（29.76，28.44）下也是液体).) .汞是一种银白色、有光泽的重液体，化学性质稳定，不溶于酸和碱。汞在室温下可以蒸发，汞蒸气和汞化合物具有剧毒（慢性）。汞的使用历史悠久，用途广泛。在中世纪炼金术中，它与硫磺、盐并称炼金术三大神圣元素之一。

2 为什么参数是1.8呢？然后来自瑞典的Celsius先生又想出了另一个想法。他确定水结冰的温度是0摄氏度。假设水沸腾的温度是100 度。将0度到100度的区域分成100个正方形。然后使用相同尺寸的网格来雕刻0度以下和100度以上的度数。华氏度基于水的冰点和沸点之间的180 度，因此==1.8。由Celsius创建的缩放方法比Warrenheit的简单得多，因此在人们中更常见。用这种刻度制成的温度计称为摄氏温度计，测量的温度以摄氏度表示，以摄氏度表示。

分成百的优点：百分比代表方便。 180 等份的好处：180 是12 的倍数，以12 为底的系统可以很容易地分为四分之一、三分之一和二分之一。

3 温度测量的历史3.1 温度计的起源温度计的第一个发明者是伟大的意大利科学家伽利略·伽利雷（1564-1642）。伽利略生活在16 世纪中叶。他是第一个通过自己制作的望远镜观察天体的人。他第一个发现月球表面凹凸不平，发现木星仍然绕着太阳公转四颗卫星，发现太阳光球层上有太阳黑子，被称为太阳黑子。伽利略并没有轻易放弃神秘的自然现象。他发现了许多著名的物理定律并创造了许多科学仪器，温度计只是其中之一。 1593年，伽利略在实验中发现空气受热时膨胀，冷却时收缩。他利用空气热膨胀和收缩的特性制造了空气温度计。这款温度计的前身—— 空气温度计是如何制造的？它由一个鸡蛋大小的空心玻璃灯泡连接到一根薄的开口玻璃管组成。首先，当您用手加热玻璃灯泡时，灯泡内的空气会膨胀，其中一些空气会从玻璃管中逸出。此时，将玻璃管倒置插入装满水的瓶子中。当你放开玻璃灯泡时，玻璃灯泡内的空气冷却，瓶子中的水上升到细玻璃管中。这就是温度计的全部内容。当温度高时，玻璃泡内的空气膨胀，玻璃管内的水减少，温度低时，玻璃泡内的空气收缩，玻璃管内的水上升。通过使用尺子测量玻璃管中水的高度，您可以确定温度的冷度或热度。

3.2 斐迪南的改进伽利略的温度计有一个缺点，即受大气压力的影响。这是因为底部装有水的瓶子没有密封，瓶子内的水不断受到大气压力的压缩。即使天气温度不变，当大气压升高时，玻璃管内的水就会上升，而当大气压降低时，玻璃管内的水就会下降。因此，这种温度计测量的温度是不准确的。伽利略有一个名叫斐迪南的学生，他成功地改进了他老师制作的温度计。密封水瓶以保护温度计免受大气压力的影响。然而，由于空气在这样密封的瓶子里膨胀和收缩并不明显，他想是否可以用液体代替空气，并将液体放入一个与玻璃管相连的空心球中。密封。将管子翻转过来，形成温度计形状。佩蒂南特对不同类型的液体进行了实验，发现加热或冷却酒精会导致体积发生显着变化。他用酒精代替空气，并将其放入玻璃灯泡内。然后加热玻璃灯泡，将部分酒精转化为水蒸气。当玻璃管内的空气被酒精蒸气除去后，玻璃管的开口被密封，创造了第一个不受大气压力影响的成熟温度计。只需用尺子测量玻璃管中酒精的高度即可得出温度。后来，人们用酒精把温度计染成红色，以便于读取。用于测量温度的温度计通常装有染成红色的酒精。

1659年，法国人布利奥发明了温度计。他缩小了玻璃泡的尺寸，并将测量温度的物质改为水银，这就形成了温度计的雏形。

3.3 选定定点并划分刻度进行测量后，荷兰人瓦伦海特于1709年以酒精为测量物质，于1714年以水银为测量物质，制造出更为精确的温度计。他们观察了水的沸腾温度、水和冰混合的温度、盐水和冰混合的温度，经过反复实验和论证，最终确定0是盐水的温度。一定浓度凝固。华氏温度计测量华氏温度时假设纯水凝固的温度为32 华氏度，标准大气压下水的沸点为212 度。瓦伦海特的温度计在荷兰和英国被采用，但其他国家却迟迟没有意识到它的价值。法国人雷米尔（Lemuel，1683-1757）也设计并制造了温度计（尽管他不熟悉瓦伦海特的工作）。他认为水银的膨胀系数太小，不适合用作测温物质。他的研究重点是使用酒精作为温度测量物质的好处。他多次发现，含有1/5水的酒精，在水的冰点和沸点之间，其体积会从1000体积单位膨胀到1080体积单位。因此，列支敦士登温度计是将冰点和沸点之差分成80等分的温度计。 1742年，摄氏度在他的论文《对温度计上两个固定点的观察》中描述了温标系统。这个温标将标准大气压下水的冰点和沸点分为100度，但当时他采用冰点为100度。沸点为0度，避免因低温带来的负面后果。然而，这个计划却违背了民俗。 1745 年，摄氏去世两年后，他的瑞典植物学家同事卡尔·林奈逆转了冰点和沸点的温度。这是我们今天使用的摄氏温标。不过，也有人说，完成这一逆转的，是塞尔斯的继任者马丁·斯特罗姆。无论如何，这个百分比温标的创始人是摄氏度，为了纪念他，摄氏度温标的单位被记录为C。显然，11是以绝对值测量的，因为摄氏温标的100 份相当于华氏温标的180 份。它们之间存在如下变换关系：F=(9C/5)+323.3不匹配。取决于物质的温度系统中前面提到的华氏温标和摄氏温标都取决于温度计，即水银等温度测量物质。是否有可能找到一种不依赖温度计的温标系统？是的。 1848年，英国物理学家威廉·汤姆森（后来的开尔文勋爵）使用单位K建立了新的温标，即——绝对温标。该温标只有一个参考点，那就是绝对零。这是一种寒冷的情况。所有原子和分子的热运动都消失了。这对应于摄氏温标上的-273.15 度。其刻度区间如下：由于与摄氏温标相同，两者的换算关系为T(K)=t()+273.15。

英国和美国主要使用华氏温度，德国主要使用列宁温度，而世界上大多数科技界、工农业生产国家以及中国和法国主要使用摄氏度。

4 各种温度计根据被测物体、容器的类型和测量方法的不同，温度计有多种类型。旋转式、半导体式、热电偶式、光学高温式、液晶式、数字式、水银温度计。气体、电阻、热电偶、指针、玻璃管、压力温度计。每种温度计都有自己的特点和应用领域。例如水银温度计和酒精温度计各有优缺点。水银的沸点为357度，因此可以测量更高的温度。然而，冰点为-39度，因此无法测量低于该温度的温度。例如，内蒙古自治区前河市，今年1月份连续几天气温下降超过-50摄氏度。这种情况下，水银是固态的，当然不能使用水银温度计但酒精可以使用温度计。酒精的冰点为-117摄氏度，所以不能使用。与水银温度计不同，酒精温度计无法测量高于78 度的温度，因为酒精的沸点为78 度。

虽然温度可以测量，但人们意识到温度只能告诉你有多冷或多热，而不能描述物体之间的传热过程。例如，两块煤都非常热，温度相同但尺寸不同，因此具有不同的加热效果。换句话说，温度和热量实际上是不同的东西，相同的温度可以产生不同的效果。

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