1. 气温的测量方法
气温是衡量空气冷热程度的物理量,表示空气分子运动的平均动能的大小。通常用摄氏温标(t)来表示,也有用华氏温标(F)表示的,理论研究工作中常用绝对温度(T)表示,其换算关系为:
t = 5*( F—32 ) /9 t = T — 273.15
地面气温一般指距地面1.25-2.0米处的大气温度。测量时,为了防止太阳辐射对观测值的影响,测温仪器必须放在百叶箱或防辐射罩内,并且还要满足测量元件有良好的通风条件。
气象台站用来测量近地面空气温度的主要仪器是装有水银或酒精的玻璃管温度表。因为温度表本身吸收太阳热量的能力比空气大,在太阳光直接曝晒下指示的读数往往高于它周围空气的实际温度,所以测量近地面空气温度时,通常都把温度表放在离地约1.5m处四面通风的百叶箱里。气象部门所说的地面气温,就是指高地面约1.5m处百叶箱中的温度。
大多数物体加热之后,组成物体的粒子做无规则运动速度会加快,粒子活动的空间就会变大,于是出现了物理学中的“热胀冷缩”现象。通过这个现象,我们就可以制造出测量温度的工具。水银测温计就是典型的代表,不过这种方法也有局限,水银不能一直膨胀吧?就算能膨胀,那承载水银的器具也不能承受几千度的高温。再说了,水银温度计测温,所测温度越高,尺度也就越长,因此水银测温器只能测量100℃左右的温度。
下面介绍一种大家能懂得的微观粒子测速,它的原理和交警使用的测速仪原理一样,依靠多普勒效应测量。这种方法是通过向等离子体发射一束激光,激光和运动的电子发生相互作用,就会产生该激光的散射。通过接收散射出来的激光,与射入激光对比,找出因电子本身运动速度影响的频率,就能通过测算,就能得到电子的速度,进而得到物质的温度。
3. 温度的测量方法
温度测量方法:主要分为两大类:
接触式测温方法:
1、膨胀式测温方法:膨胀式测温是传统的温度测量方法,它主要利用物质的热胀冷缩原理。
2、电量式测温方法:电量式测温方法主要利用材料的电势,电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量。
3、接触式光电,热色测温方法:接触式光电测温方法主要是指通过接触被测对象,将温度变化引起的热辐射或其他光信号引出,通过光电转换器件检测其变化从而测量温度的方法。热色测温方法主要通过示温敏感材料的颜手陆色在不同温度下发生变化来指示温度的。
非接触测量方法:
1、辐射式测温方法:辐射式测温方法是建立在热辐射定律基础上。
2、光谱方法测温方法:接触的光谱测温方法主要适用于高温火焰和气流温度的测量。原理为:它主要通过检测被测介质的腊态激发光谱信号进行温度测量。
3、激光干涉测温方法:激光散斑照相法,纹影法和干涉法均是基于光的干涉原理,适用与高温火焰毕局顷和气流温度的测量。
4. 温度有多少种测量方法
体温量法
高烧标准
测量时间
测量方式与步骤
测量限制
耳 温
38℃以上
1~3秒
1. 将耳道拉直成一直线,再把耳温枪枪口对准鼓膜,进行测量。
2. 若有耳疾,或外耳道内分泌物多,会影响测量准确度。
肛 温
38℃以上
1~3分
1. 趴卧在床上或大人腿上镇桐。
2. 先用肥皂水或酒精清洗体温计,并以冷水冲净(勿用热水)。
3. 在温度计肛表上约2公分处,涂抹一圈凡士林。
4. 待肛门的括约肌放松,以轻轻旋转的方式,将体温计缓御吵坦慢插入肛门约2公分
1. 小心孩童因不当扭动造成温度计侵入伤害。
2. 有腹泻或肛裂等症状的宝宝,不可量肛温,避免刺激肛门。
3. 置于肛门的温度计,使用前须先消毒干净。
腋 温
37.2℃以上
3~10分
1. 将温度计归于起始设定碰野值。
2. 将体温计放置腋窝下,并使上臂紧贴于胸部皮肤测量。
1. 过小的宝宝,容易因为随意移动,影响体表腋温测量的准确度。
2. 较大或过胖的婴儿,容易因皮下脂肪过厚,造成测量准确度不高。
口 温
37.5℃以上
2~5分
1. 将温度计归于起始设定值。
2。将温度计含于舌下。
1. 过小宝宝不建议使用,容易有咬断温度计的风险。
2. 测量口温前半小时, 不可食用热食,以免干扰准确度。
3. 含于口中的温度计,使用前须先消毒干净。
额 温
37.2℃以上
1~3秒
利用红外线器械测量,或徒手感应温度。
1. 额头的体表温度起伏,受外界环境影响大, 准确度不高。
背 温
37.2℃以上
3~10分
1。让宝宝呈现平躺姿势。
2. 将温度计置于宝宝后背的两侧肩胛骨之间,让宝宝紧贴着温度计。
1. 体表温度准确度不高。
2. 需注意让平躺的宝宝不乱动,以免影响测量准确度。
5. 测量温度的方法
测量温度的方法:
膨胀式测温方法卜陵:主要利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量;电量式测温方法:主要利用材料的电势、电阻或其知帆它电性能与温度的单值关系进行温度测量,包括热电偶温度测量、热电阻温度测量、集成芯片温度型猛戚测量等;集成芯片温度测量:智能温度传感器,采用数字化技术,采用单线接口方式,支持多点组网功能,在使用中不需要任何外围元件,测温范围为负55至125℃。
6. 怎么测温度
什么是温度?
维基网络的定义是: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。
把这句话拆成前半句和后半句分开解释好了。
—————————————————热力学的分割线—————————————————
前半句很好理解,一个东西,用手摸过去,温度高的热,温度低的冷。很直观。但是你可能会进一步问,为什么会感觉冷,为什么会感觉热?
具体的人体对温度的感知,我记得知乎貌似有其它问题,解释的挺好。简单来说,所谓冷的东西,就是会从人体吸收热量的状态;热的东西,则是会将热量传递给人体。
看起来还是很直接很废话是不是,但为了解释这么一句话,其实需要好几个热力学的理论:
1.什么是热量?
2.热量在什么情况下会传导?
先讨论第二个问题。这里就要祭出大名鼎鼎的热力学第二定律:
维基网络 热力学第二定律 开尔文表示(热力学每一条定律都有好多等价的表达,感兴趣的可以去看网络):不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。
等等,怎么又回到对温度的定义上来了……
热力学第二定律所描述的,是一种热力学上的不可逆过程(即熵增大原理)。我们把这句话换个肯定的表达方式:在没有其他影响的情况下(其它影响的典型例子:空调),热量只能从高温物体传导到低温物体。
问题2解决~虽然现在的逻辑是这样的:
你感觉到物体比你的手热==热量从物体传导到了你手上==物体比你的手热。
╮(╯_╰)╭
遗憾的是,从热力学的角度,热力学第二定律是经验定律,无法解释和证明。
好在我们有统计力学。
对于第二个问题的讨论先放一放。我们来看看第一个问题:什么是热量?
维基网络 Heat (中文的已经不能看了……):热量是不同于做功或是物质转移之外的,一种能量的转移。
深入的讨论的话,这里又有一堆细节可以说了。
能量是什么?物体对外做功的能力。比如我们说一个人有正能量,就是说他能对外做很多功(大误)。
能量要如何转移呢?这句话说的很清楚。1)做功。我打你一拳,我就给了你一大坨能量;2)物质转移。你吃了一斤肉,除了长胖之外也获得了大量的能量(严格来说,这里不能考虑消化吸收的过程,不过暂时就不讨论这个了);3)热量。你玩了一个晚上的小米,获得了大量的热量。
需要注意的一点是:热量是能量的【转移】,它是一个过程量,不是一个状态量。什么意思呢?请跟我做下面几个判断正误:
A. 某物质温度高,所以它的能量高。
B. 某物质温度高,所以它的热量高。
C. 某物质温度高,所以它与低温物体接触时,传输的能量高。
D. 某物质温度高,所以它与低温物体接触时,传输的热量高。
在不咬文嚼字的前提下,四句话里面,唯一错误的是B。
不是状态量的意思就是,”一个物体的热量“这种说法是不存在的。这也是日常口语中很容易犯的一个错误。
但是,我们可以说物体得到了多少热量,温度变化了多少。
Q=CvT. 热量=热容x温度变化。
亲爱的小朋友们,你们记住了吗?
—————————————————动力学的分割线—————————————————
接下来说说微观的定义:物体分子热运动的剧烈程度。
热运动是什么?
简而言之,围观尺度上的,无规则的运动。
比如一滴墨水在清水里面的扩散,在不考虑重力的情况下,就是一种热运动的表现形式。而温度越高,扩散的越快,也就是热运动越剧烈(为了理解温度的定义,请把这句话的推导倒过来);
而溪水的流动,空气的流动(也就是风),则不属于这一类。
为什么会热运动?
因为分子有能量。一般来说,能量就分两种,一种是势能,一种是动能。
势能,诸如重力势能mgh,跟所在的场是有关系的,脱离了场(比如太空中)就可以不予考虑。
(顺便说一句,势能的零点是不好确定的,比如你在遥远的太空的重力势能究竟应该是0呢,还是mgh从0积分到无穷呢。)
动能,1/2mv^2,也都耳熟能详是不是。
好了,接下来是动力学,或者说统计力学入门(凭回忆手打,可能有误):
我们说,分子都是有动能的。
分子有没有可能没有动能呢?有可能。温度越低,动能越小。这个极限,就在绝对零度。
所以你可以理解为什么有-273.15℃这个数字存在了。实验和理论都给出了这个数字。在这个温度下,分子的热运动停止了,动能为0。绝对零度的完美晶体,熵亦为0.
(要不要解释一下熵……算了关系不大,先留个位子好了。)
分子的动能不可能为负值,也就是说,不可能实现比绝对零度更低的温度了。
而绝对零度本身也是不可能实现的。这就是热力学第三定律的内容了。
(继续留下一个坑。)
接下来一个问题:要如何描述分子的动能?换句话说,微观上的动能,要如何与宏观上的物理量联系起来?
这里,便引入了温度的概念。
很直观的想法,我用温度表示动能,乘以一个系数表示正比关系,不就可以了?
先不考虑和前面热力学部分的衔接问题。假设分子拥有E=1/2mv^2的动能,不妨就认为……
我知道手打的你们看不清……这是维基网络上面的公式。
k就是大名鼎鼎的玻尔兹曼常数。(记错了不要怪我)
关于这个公式的两点说明,不想深究的可以不看:
1.有人可能看到了v的下标,这里就有一个自由度的问题:一个分子,我的平动动能很好理解,就是一般我们理解的1/2mv^2。问题是,考不考虑转动呢?转动也是有能量的啊?乃至还有其它的运动形式?
这个问题的解决就是引入自由度的概念。三维空间的速度,可以分解为x,y,z三个方向上的向量,也就是三个方向上的动能。这每一个方向,便是一个自由度。再考虑旋转呢?复杂分子还有可能有很多个轴呢?没关系,每一个当成一个自由度就好了,每一个都是一个1/2kT。最后加一起,就是总的动能。反正你也只关心温度是不是。
还有一点,低温情况下,有的自由度可能不纳入计算。你可以理解为……温度太低冻的动不了。这个结果就是低温情况下用3/2kT,温度高了可能就是5/2,7/2,等等了。
2.这个公式可以推导出更加大名鼎鼎的pV=nRT。理想气体常数R正是玻尔兹曼常数k乘以一个阿伏伽德罗常数N。(微观到宏观)
———————————————热力学与动力学统一的分割线———————————————
现在的问题是,说了一堆围观的动力学,也定义了温度的概念,然而这些分子的热运动,和我们日常见到的冷热究竟是如何联系起来的?
前面的讨论已经说过了,分子的温度和热运动的动能有个很简单的正比关系。那么很自然的,把热力学第二定律用在这里,我们能得出结论:动能大的分子和动能小的分子相遇时,会发生动能的转移,也就是宏观上观测到的热量,从而导致了温度的变化。围观层面上,这一点也很好理解:
能量高的分子与能量低的分子相遇,在无数次弹性碰撞中,发生了能量的交换,最终实现了能量的平均分布,也就是相同的温度。(应该是有具体的计算证明的,不过找了许久没找到,以后发现了再加上。)
————————————————人体对温度感知的分割线————————————————
记得知乎上有过这个问题:如果说温度的实质是分子的不规则运动,那么我们的皮肤是如何感知温度的? - 生活
为了方便我就顺便总结一下好了:
1.人体皮肤下面有三种温度感受器:冷感受器、温热感受器和痛感受器——分别感受冷热和极端温度,并将其传输给大脑;
2.这些感受器由神经细胞组成,修饰以专门用途的蛋白质;
3.这些蛋白质包含有特定的离子通道。在特定温度下,离子通道会被打开,使得离子得以通过。这些通过的离子便通过其特定的化学反应或是电势来传输温度的信息;
到这一步就已经是微观的尺度了。为什么温度能改变蛋白质的形态?(感觉是废话……但还是写一点好了)
形态的变化,本质上不是因为温度,而是因为温度差带来的热传导,从而导致能量上的变化。能量不仅仅被用作热运动,还可以用来发生其它的反应,诸如晶体的融化,诸如蛋白质的变形。
7. 有几种测量温度的方法
这个太多了啊……我随便说几种了.
生活中最常见的应该是利用物体的热胀冷缩测温度,比如家里用的温度计、体温计等等,这种很好做但是精密程度不够,反正生活中用的也不需要那么精密.
然后就是一些电子器件测温度,可以利用温度传感器.就是利用某些材料电阻随温度的变化,通过电学上面测电阻用公式换算到温度等于多少度.传感器用处应该很多,不光是测温度,侧压力、光照强度等都可以用类似的方法,就是把想要测的量全转化成测电学量,然后公式换算出温度.
另外还有温差电偶.这是用了一种比较特殊的原理,叫温差电现象,就是电路两端温度差会产生一个电压.这种测温度也是用了转化成电学量这种思想.据我所知是很精密的,物理实验里面用得比较多.
8. 温度测量的分类方法有哪些
温度测量仪表按测量方法分类温度测量时按感温元件是否直接接触被测温度场(或介质)而分成接触式温度测量仪表(膨胀式温度计,压力式温度计、电阻温度计和热电偶高温计属此类)和非接触式温度测量仪表(如辐射式高温计)两类。