生活常識8：溫度與冷熱

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生活常識8：溫度與冷熱

人類對溫度的認識起始於日常生活中的體驗：夏天很熱、冬天很冷。日晒、火烤等可以使物質由冷變熱。熱的物體又可以通過接觸傳導、輻射、流動等方式使冷的物體變熱，同時自己變冷。溫度便是物體冷熱程度的一個度量。

溫度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。溫度沒有高極點，只有理論低極點「絕對零度」。「絕對零度」是無法通過有限步驟達到的。目前國際上用得較多的溫標有攝氏溫標（°C）、華氏溫標（°F）、熱力學開爾文溫標（°K）。沿用至今的攝溫標和華氏溫標都是早在18世紀就已發明的。前者將水結冰的狀態定為0度，水沸騰為100度；後者則用水的冰點和人的體溫做標度參照。這兩種溫標所表示的溫度都只是相對性的，其數值本身沒有意義。攝氏零度以下的「負溫度」只是說比水結冰的溫度還要低，在冬天很常見，並沒有什麼不尋常的地方。攝氏溫標與華氏溫標的換算關係是，華氏溫度減32的值，再乘以9分之5。

19世紀中期，物理學家通過熱力學研究逐漸認識到所謂的熱其實是物質中分子或原子的運動，熱的傳導便是這種熱運動能量的傳遞，而溫度便是對該能量的度量。溫度越高，分子熱運動越激烈，而溫度越低，熱運動便趨於緩慢。由此推論，溫度不是沒有下限的，可以想像，在某一個極其寒冷的低溫，所有的熱運動都會停止，所有的原子分子都靜止，這便是最低溫度的極限，不可能存在比那更低的溫度。

1848年，英國物理學家開爾文爵士據此提出一個更為科學的溫標。所謂的開爾文溫標實際上就是攝氏溫標，只是重新標度了0度。開爾文溫標的0度便是上述的溫度極限，也就是「絕對零度」，相當於攝氏-273.15度。因此，水的冰點在開爾文溫標中便成為273.15度，而水沸騰的溫度則是開氏373.15度。

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。

溫度是物體內分子間平均動能的一種表現形式。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。