摄氏温度与热力学温度

陈庆越

八年级《物理》（人教版）上册第81页的第3题：根据科学研究，无论采用什么方法降温，温度也只能非常接近-273.15 ℃（粗略地说是-273 ℃），但不可能比它更低.能不能以这个温度为零度来规定一种表示温度的方法呢？如果它每一度的大小与摄氏温度相同，那么这两种温度应该怎样换算？

温度是表示物体冷热程度的物理量.在我们的日常生活和生产中，温度的单位经常用“摄氏度（℃）”，这种温度称为“摄氏温度”.在专业物理中，则经常使用“开尔文（K）”作单位， 这种温度称为“热力学温度”.下面分别介绍在两种温标中温度单位的规定及两种温标间的换算关系.

摄氏温标是摄尔西乌斯在1742年首先提出的一种经验温标.在摄氏温标中，温度的单位为摄氏度（℃）.它是把 冰水共存的温度规定为0 ℃，把1标准大气压下水沸腾时的温度规定为100 ℃，把其间的温度100等分，每一份的大小即为1 ℃.在初中物理的温度测量、生活中的气温预报、医疗中的体温测量中都常用摄氏度（℃）做单位，如人体的平均温度为36 ℃~37 ℃.下图为实验用温度计，此时温度计的示数为21 ℃.

在热力学温标中，温度的单位为开尔文（K），它把-273 ℃规定为起点，即-273 ℃=0 K.因为-273 ℃是自然界的温度下限，所以0 K为最低温度数值.

热力学温度与摄氏温度的级差相等，即级差1 K等于1 ℃.

如果用“T”表示热力学温度，用“t”表示摄氏温度，则两种温标的换算关系为：T=t+273 K.

如某时刻的气温为28 ℃，若改用热力学温度来表示，则此时刻的气温为301 K.

热力学温标是开尔文于1848年创立的.他指出：“这个温标的特点是它完全不依赖于任何特殊物质的物理性质.”这是现代科学上的标准温标.

开尔文是英国著名的物理学家、发明家，原名W·汤姆孙，1824年生于爱尔兰的贝尔法斯特，1845年毕业于剑桥大学，1846年受聘为格拉斯哥大学自然哲学（物理学当时的别名）教授，任职达53年之久.由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英国政府于1866年封他为开尔文勋爵.

开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程应用等方面都作出了贡献.他在热力学、电磁学及它们的工程应用方面的研究最为出色.开尔文是热力学的主要奠基人之一，在热力学的发展中作出了一系列的重大贡献.

开尔文一生谦虚勤奋，意志坚强，不怕失败，百折不挠.在对待困难问题上，他讲：“我们都感到，对困难必须正视，不能回避，应当把它放在心里，希望能够解决它.无论如何，每个困难一定有解决的办法，虽然我们可能一生没有能找到.”他这种终生不懈地为科学事业奋斗的精神，永远为后人敬仰.为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会把热力学温标（又称绝对温标）称为开尔文（开氏）温标，热力学温度以开尔文为单位，是现在国际单位制中七个基本单位之一.

责任编辑 程 哲