溫度標度轉換

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攝氏度和華氏度是不同的溫度標度。如果一個物體的溫度是用攝氏度測量和表示的,那麼當我們想用華氏度表示該物體的溫度時,就需要將攝氏度轉換為華氏度。本節將介紹如何轉換溫度標度。

在1個大氣壓力下,攝氏溫度計的冰點溫度為0。 o攝氏度,而華氏溫度計 = 32 oF. 相反,在 1 大氣壓下,溫度為 沸點 對於攝氏溫度計來說,= 100 o攝氏度,而華氏溫度計的讀數為 212 oF.

為了方便您將攝氏度轉換為華氏度或將華氏度轉換為攝氏度,請記住 0 oC = 32 oF和100 oC = 212 oF. 在攝氏度上,介於 0 和 10 之間 oC和100 oC 是 100o而在華氏溫標上,介於 32 和 32 之間 oF到212 oF 有 180o.

3.1 將攝氏度轉換為華氏度

溫度標度轉換 1

要得到華氏溫度 (T),首先將攝氏溫度 (T C ) 乘以 9/5,然後再加上 32 o。

3.2 將華氏溫度轉換為攝氏度

溫度標度轉換 2

要得到攝氏溫度 (T C ),將華氏溫度 (T F ) 減去 32度,然後乘以 5/9。

4. 恆容氣體溫度計

之前我們學習如何校準溫度計。我們使用的溫度計是無刻度的水銀溫度計。如果我們校準兩種不同類型的溫度計,例如水銀溫度計和酒精溫度計,它們只有在 0 ° C(或 32 ° F)和 100 ° C(或 212 ° F)這兩個刻度上才相同。如果我們用這兩種溫度計測量空氣溫度,它們顯示的數值不一定相同。水銀溫度計可能顯示 48 ° C,而酒精溫度計可能顯示 46 ° C。這是因為水銀和酒精的膨脹速度不同。其他類型的溫度計,例如雙金屬溫度計等,也存在相同的問題。以這種方式確定的溫度刻度很大程度上取決於所用材料的性質。

由於使用溫度計標定的溫度通常有缺陷,我們需要一個標準溫度計。標準溫度計的存在有助於我們更精確地設定溫度,而無需依賴材料的性質。

近乎完美的溫度計是恆容氣體溫度計。恆容氣體溫度計的工作原理是:氣體體積保持不變。當溫度升高時,氣體壓力也會升高。在管道 1 和管道 2 中都裝有水銀。透過升高或降低管道 2,使管道 1 中的水銀柱高度始終保持在參考位置,從而保持氣體體積恆定。如果溫度升高,管道內的氣體壓力也會升高。因此,必須升高管道 2,以保持氣體體積恆定。氣體壓力可以透過讀取管道 2 中水銀柱的高度 (h) 來獲得。如果使用手動測量方法,只需記住水銀柱高度為 760 毫米 = 1 大氣壓 (atm)。在精密的恆容氣體溫度計中,也配備了壓力計數器。充氣容器的設計也使得氣體始終處於恆定體積內。因此,測量的只是壓力的變化。

5. 開爾文溫度標度

如果將上圖的斜線與 T到C 軸相交,那麼當氣體壓力為 0 時,氣體溫度為攝氏 -273.15 度。我們或許會認為,在恆容氣體溫度計管中,氣體在壓力為 0 時的溫度會因氣體種類而異。但根據實驗,儘管氣體種類不同,當氣體壓力變為零時,溫度始終為攝氏 -273.15度。因此,我們可以將此溫度用作標準溫標(也稱為絕對零度溫度)。這個絕對零度溫度被稱為絕對溫標或開爾文溫標。開爾文是英國物理學家開爾文勳爵(1824-1907)的名字。

在這個溫標中,溫度以開爾文 (K) 表示,而不是以開爾文度 ( ° K) 表示。度數之間的間隔與攝氏溫標相同,但零點移到了 0 K。因此,0 K = -273.15 ° C,273.15 K = 0 ° C。攝氏溫度可以透過加上 273.15 轉換為開爾文溫度。同樣,開爾文溫度可以透過減去 273.15 轉換為攝氏溫度。

T (K) = T ( o C) + 273.15

T(攝氏)= T(開爾文)- 273.15