Myujth

一张展示了长期全球月平均地表大气温度平均值的地图。

單原子氣體的溫度和它的原子移動時帶有的动能有密切關係

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。溫度理論上的高極點是「普朗克溫度」，而理論上的低極點則是「絕對零度」。「普朗克溫度」和「絕對零度」都是無法通过有限步骤達到的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标（°C）、华氏温标（°F）、热力学温标（K）和国际实用温标。

温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。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。

溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱漲冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，岩漿冷卻後形成的火成岩是岩石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。大气层中气体的温度是气温（Atmospheric temperature），是氣象學常用名词。它直接受日射所影響：日射越多，氣温越高。

溫度也會影響生物體內許多的反應，恒温动物會調節自身體溫，若體溫升高即為發熱，是一種醫學症狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。

温度计量

一个常见的摄氏度温度计，显示冬季白天温度为-17°C。

使用当代科学温度计和温度标记法进行温度计量可以追溯到18世纪早期，加布里埃尔·华伦海特使用了奧勒·羅默发明的温度计（转换成了水银）和标记方式。华氏温标仍然在美国日常生活中使用。

使用温度计标定的温度可以通过溫度換算转换为多种温度计量法。在当今世界大多数国家（除了伯利兹、缅甸、利比里亚和美国外），摄氏温标是最为广泛的计量法。大多数科学家使用摄氏温标，并在热力学温度上使用摄氏温标演化出来的热力学温标，其起始点0K = −273.15°C（绝对零点）。在美国，工程领域、高科技行业以及美国联邦规格（民用和军用）上也会使用热力学温标和摄氏温标。在美国的其他一些工程领域，针对诸如燃烧等热力学相关标准时也会使用蘭金溫標（对华氏温标的调整）。

单位

在国际单位制中，温度的最基本单位是开尔文，其符号为K。

在日常使用中，一般为了方便起见都会将其转换为摄氏温标，其中0°C接近水的冰点，100°C则为水在海拔0M的沸点。由于液态的水滴会出现在低于零度的云层中，因此0°C更好的定义是冰的融化点。在这种温标下，1摄氏度和1K温度变化是一样的。

根据国际协议，^[1]热力学温标和摄氏温标都通过两个固定点定义：维也纳标准平均海水（英语：Vienna Standard Mean Ocean Water）的绝对零度和三相点。绝对零度被定义为0K及−273.15°C。在该温度下，所有经典分子运动都会停止，处于经典模型下的完全静止状态。在量子结构下，在绝对零度下仍然有运动和能量，被称为零點能量。物质处于其基态^[2]，不包含热能。水的三相点则被定义为273.16K和0.01°C。

而美国广泛使用的华氏温标中，水的冰点为32 °F，沸点为212 °F。

转换

下面的表格展示了各温标如何转换为摄氏温标。

	从摄氏温标转换	转换为摄氏温标
华氏温标	[°F] = [°C] × ⁹⁄₅ + 32	[°C] = ([°F] − 32) × ⁵⁄₉
热力学温标	[K] = [°C] + 273.15	[°C] = [K] − 273.15
兰金温标	[°R] = ([°C] + 273.15) × ⁹⁄₅	[°C] = ([°R] − 491.67) × ⁵⁄₉
德利爾溫標	[°De] = (100 − [°C]) × ³⁄₂	[°C] = 100 − [°De] × ²⁄₃
牛頓溫標	[°N] = [°C] × ³³⁄₁₀₀	[°C] = [°N] × ¹⁰⁰⁄₃₃
列氏温标	[°Ré] = [°C] × ⁴⁄₅	[°C] = [°Ré] × ⁵⁄₄
羅氏溫標	[°Rø] = [°C] × ²¹⁄₄₀ + 7.5	[°C] = ([°Rø] − 7.5) × ⁴⁰⁄₂₁

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。

溫度（°C）	音速（m/s）	空氣密度（kg/m³）	聲阻抗（s/m³）
不同溫度對音速、空氣密度、聲阻抗的影響。
−10	325.4	1.341	436.5
−5	328.5	1.316	432.4
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

温度范例

	温度		黑体电磁辐射峰值辐射波长^[3]
	开尔文	摄氏度	黑体电磁辐射峰值辐射波长^[3]
绝对零度（严格按照定义）	0 K	−273.15 °C	無
目前达到的最低温度^[4]	100 pK	−273.149999999900 °C	29,000 km
玻色–爱因斯坦凝聚最低温^[5]	450 pK	−273.14999999955 °C	6,400 km
1毫开（严格按照定义）	0.001 K	−273.149 °C	2.89777 m （广播，调频波段）^[6]
宇宙微波背景辐射	2.7 K	-270.45 °C	1.063 mm （微波）
维也纳标准平均海水的三相点（严格按照定义）	273.16 K	0.01 °C	10,608.3 nm （长波红外线)
水的沸点^[A]	373.1339 K	99.9839 °C	7,766.03 nm （中波红外线）
電燈泡^[B]	2500 K	≈2,200 °C	1,160 nm （接近红外线）^[C]
氧炔焰	3600 K	≈3,300 °C	可见光
太阳可见表面^[D]^[7]	5,778 K	5,505 °C	501.5 nm （绿-蓝光）
闪电^[E]	28 kK	28,000 °C	100 nm （远紫外线光）
太阳核心^[E]	16 MK	1600万 °C	0.18 nm （X射线）
核武器（最高温度）^[E]^[8]	350 MK	3.5亿 °C	8.3×10⁻³ nm （伽马射线）
桑迪亞國家實驗室 Z machine^[E]^[9]	2 GK	20亿 °C	1.4×10⁻³ nm （伽马射线）^[F]
大质量恒星最后一天的核心^[E]^[10]	3 GK	30亿 °C	1×10⁻³ nm （伽马射线）
融合中的双中子星系统^[E]^[11]	350 GK	3500亿 °C	8×10⁻⁶ nm （伽马射线）
相对论重离子对撞机（英语：Relativistic Heavy Ion Collider）^[E]^[12]	1 TK	1万亿 °C	3×10⁻⁶ nm （伽马射线）
CERN质子-核碰撞^[E]^[13]	10 TK	10万亿 °C	3×10⁻⁷ nm （伽马射线）
宇宙在大爆炸之后5.391×10⁻⁴⁴ s^[E]	1.417×10³² K	1.417×10³² °C	1.616×10⁻²⁶ nm （普朗克長度）

^A 维也纳标准平均海水在一个标准大气压（101.325 kPa）下，根据热力学温度两点的定义。

^B 2500 K值为约数，在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值被约为300 K，以避免摄氏度值的假精確问题。

^C 针对一个真正的黑体（钨灯丝并不是）。钨灯丝的辐射比短波要略长，因此看起来更白。

^D 有效光球温度。在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值被约为273 K，以避免摄氏度值的假精確问题。

^E 在热力学温标和摄氏温标之间273.15 K的差值已经忽略不计。

^F 针对一个真正的黑体（等离子体并不是）。

温度测量

不同温度的黑体辐射频谱。随着温度下降，频谱峰值波长增加

由于温度会对体积、密度、声速、阻抗等物理量产生影响，因此可以通过测量这些物理量数值的变化来测量温度。目前温度测量的方法有数十种，按照测量原理可以分为以下几类：

膨胀测温法，是采用几何量(体积、长度)作为温度的标志。如水银温度计的测量范围大约是－30～300°C，酒精温度计的测量范围大约是-115～110℃，

电学测温法，是采用某些随温度变化的电阻等电学量作为温度的标志。电阻温度计多用于低於600℃的場合，热电偶温度计测量范围一般在1600℃以下，此外还有半导体热敏电阻温度计。

磁学测温法，是根据顺磁物质的磁化率与温度的关系来测量温度，常用在超低温（小于1K）测量中。

声学测温法，采用声速作为温度标志（声速的平方与温度成正比）。主要用于低温下热力学温度的测定。

频率测温法，根据物体固有频率的变化来测量温度。石英晶体温度计的分辨率可达万分之一摄氏度。

光学测温法，是根据黑体辐射来测量温度。如紅外線溫度計^[14]。

密度测温法，如伽利略溫度計。

参考资料

^ The kelvin in the SI Brochure 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-09-26.

^ Absolute Zero. Calphad.com. [2010-09-16].

^ The cited emission wavelengths are for black bodies in equilibrium. CODATA 2006 recommended value of 2.8977685(51)×10⁻³ m K used for Wien displacement law constant b.

^ World record in low temperatures. [2009-05-05].

^ 2003年，麻省理工学院的研究者在实验中得到了玻色–爱因斯坦凝聚的最低温度450 ±80 pK。参考资料：Cooling Bose–Einstein Condensates Below 500 Picokelvin, A. E. Leanhardt et al., Science 301, 12 Sept. 2003, p. 1515. It's noteworthy that this record's peak emittance black-body wavelength of 6,400 kilometers is roughly the radius of Earth.

^ 在103.456 MHz频率下，峰值辐射波长为2.89777 m。

^ 于2002年测量，有±3凯尔文的误差。1989年的测量结果为5,777.0±2.5 K。参考资料：Overview of the Sun^{[永久失效連結]} (Chapter 1 lecture notes on Solar Physics by Division of Theoretical Physics, Dept. of Physical Sciences, University of Helsinki).

^ 350 MK的数值是指氢弹的最高燃烧温度。原子弹的最高温度大概在50到100 MK。参考资料：Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, 3.2.5 Matter At High Temperatures. Link to relevant Web page. All referenced data was compiled from publicly available sources.

^ In fact, the iron and manganese ions in the plasma averaged 3.58±0.41 GK (309±35 keV) for 3 ns (ns 112 through 115). Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch at Over 2×10⁹ Kelvin, M. G. Haines et al., Physical Review Letters 96 (2006) 075003. Link to Sandia's news release. 互联网档案馆的存檔，存档日期2010-05-30.

^ 大质量（>8–11倍太阳质量）恒星核心温度离开赫羅圖上主序带进入燃烧硅-28的α过程（持续1天），依照下列顺序演变为重核元素：硫–32 →氩–36 →钙–40 →钛–44 →铬–48 →铁–52 →镍–56。在完成该序带后数分钟内，该恒星爆炸成为II型超新星。参考资料：Stellar Evolution: The Life and Death of Our Luminous Neighbors (by Arthur Holland and Mark Williams of the University of Michigan). Link to Web site.更多资料可以参见这里互联网档案馆的存檔，存档日期2013-04-11.，以及这里互联网档案馆的存檔，存档日期2011-08-14.，另外还有来自NASA的有关星体的准确论述互联网档案馆的存檔，存档日期2010-10-24.。

^ Torus Formation in Neutron Star Mergers and Well-Localized Short Gamma-Ray Bursts, R. Oechslin et al. of Max Planck Institute for Astrophysics., arXiv:astro-ph/0507099 v2, 22 Feb. 2006. An html summary.

^ Results of research by Stefan Bathe using the PHENIX detector on the Relativistic Heavy Ion Collider at Brookhaven National Laboratory in Upton, New York, U.S.A. Bathe has studied gold-gold, deuteron-gold, and proton-proton collisions to test the theory of quantum chromodynamics, the theory of the strong force that holds atomic nuclei together. Link to news release.

^ How do physicists study particles? 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-10-11. by CERN.

^ 紅外線溫度儀量測原理

外部連結

[1] The kelvin in the SI Brochure 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-09-26.

[2] Absolute Zero. Calphad.com. [2010-09-16].

[3] The cited emission wavelengths are for black bodies in equilibrium. CODATA 2006 recommended value of 2.8977685(51)×10⁻³ m K used for Wien displacement law constant b.

[ltl-4] World record in low temperatures. [2009-05-05].

[recordcold-5] 2003年，麻省理工学院的研究者在实验中得到了玻色–爱因斯坦凝聚的最低温度450 ±80 pK。参考资料：Cooling Bose–Einstein Condensates Below 500 Picokelvin, A. E. Leanhardt et al., Science 301, 12 Sept. 2003, p. 1515. It's noteworthy that this record's peak emittance black-body wavelength of 6,400 kilometers is roughly the radius of Earth.

[6] 在103.456 MHz频率下，峰值辐射波长为2.89777 m。

[7] 于2002年测量，有±3凯尔文的误差。1989年的测量结果为5,777.0±2.5 K。参考资料：Overview of the Sun^{[永久失效連結]} (Chapter 1 lecture notes on Solar Physics by Division of Theoretical Physics, Dept. of Physical Sciences, University of Helsinki).

[8] 350 MK的数值是指氢弹的最高燃烧温度。原子弹的最高温度大概在50到100 MK。参考资料：Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, 3.2.5 Matter At High Temperatures. Link to relevant Web page. All referenced data was compiled from publicly available sources.

[9] In fact, the iron and manganese ions in the plasma averaged 3.58±0.41 GK (309±35 keV) for 3 ns (ns 112 through 115). Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch at Over 2×10⁹ Kelvin, M. G. Haines et al., Physical Review Letters 96 (2006) 075003. Link to Sandia's news release. 互联网档案馆的存檔，存档日期2010-05-30.

[10] 大质量（>8–11倍太阳质量）恒星核心温度离开赫羅圖上主序带进入燃烧硅-28的α过程（持续1天），依照下列顺序演变为重核元素：硫–32 →氩–36 →钙–40 →钛–44 →铬–48 →铁–52 →镍–56。在完成该序带后数分钟内，该恒星爆炸成为II型超新星。参考资料：Stellar Evolution: The Life and Death of Our Luminous Neighbors (by Arthur Holland and Mark Williams of the University of Michigan). Link to Web site.更多资料可以参见这里互联网档案馆的存檔，存档日期2013-04-11.，以及这里互联网档案馆的存檔，存档日期2011-08-14.，另外还有来自NASA的有关星体的准确论述互联网档案馆的存檔，存档日期2010-10-24.。

[11] Torus Formation in Neutron Star Mergers and Well-Localized Short Gamma-Ray Bursts, R. Oechslin et al. of Max Planck Institute for Astrophysics., arXiv:astro-ph/0507099 v2, 22 Feb. 2006. An html summary.

[12] Results of research by Stefan Bathe using the PHENIX detector on the Relativistic Heavy Ion Collider at Brookhaven National Laboratory in Upton, New York, U.S.A. Bathe has studied gold-gold, deuteron-gold, and proton-proton collisions to test the theory of quantum chromodynamics, the theory of the strong force that holds atomic nuclei together. Link to news release.

[13] How do physicists study particles? 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-10-11. by CERN.

[14] 紅外線溫度儀量測原理

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