感知冷暖的温度

感知冷暖的温度_探索天气中的科学

感知冷暖的温度

空气湿度计——是一种由一个干水银球温度计和一个湿水银球温度计组成的工具——它能比湿度计更准确地测量相对湿度。

材料：两个温度计；两根松紧带；棉质鞋带或纱质绷带；一个准备用来装置温度计的盒子或容器；一个较小的容器；水；一只罐子——任选；水；炉子。

步骤：

1.如果你是用鞋带操作，那么需要将鞋带煮一下以除去其中的化学物质。（这项工作需要在成人的监督下认真做）

2.将鞋带或纱条的一端缠在温度计的水银球上，这就是湿水银球温度计。

3.依照图示将湿水银球温度计装在空气湿度计架上，将鞋带或纱条未缠起的一端穿入架子，将其终端浸入一个装满水的容器，你需要定时检查容器以保证其中水是满的，并且鞋带或纱条浸在水中。

4.将另一个温度计，干水银球温度计与湿水银球温度计并排装置。

5.将空气湿度计放置于阴凉无风处，通常两个温度计之间的温度差越小，空气的湿度就越大，在读取湿水银球温度计的数据之前，先将温度计风凉大约1分钟以充分冷却。

6.根据下一页的图表精确地从空气湿度计上读取数据。例如，假设干水银球温度计的温度（空气的标准温度）为20℃，从20℃的刻度假想有一条垂直向上的线，这条线就会与代表着大约湿水银球温度计温度的曲线相交。假设湿水银球温度计温度为5℃，假想有一条水平线延伸到图表另一个轴，在上面的例子中相对湿度大约有40%。

7.把你的相对湿度数据与官方数据作比较。

话题：天气状况　空气　测量

空气湿度计的工作原理与汗液挥发可以有效地降低体表温度是相同的。当汗（水）从人体皮肤蒸发时，人的皮肤就凉了下来。“湿水银球”温度计也就是这样降温的，鞋带或纱条中的水的蒸发使“湿水银球”温度计的温度下降。

干空气可以容纳大量的蒸发。因此，冷却程度越深，空气中湿气越多，冷却的效果就越差；因此，温水银球温度计与干水银球温度计的读数就越接近。如果两个温度计显示的湿度完全相同，那么相对湿度为100%。

教你一招

地球上极端温度的奇异现象

非金属材料在低温下也能表现出磁性，这种磁体适用于制造新型计算机存储设备，绝缘设备等。但这类材料在温度超过一定限度时就会失去磁性。目前，临界温度最高的非金属磁体在-230℃左右，即使施加高压也仅能提高到-208℃。

低温世界就像魔术师，各种物质出现奇妙变化。空气在-190℃时会变成浅蓝色液体，如果把鸡蛋放进去，它会产生浅蓝色的荧光，摔在地上会像皮球一样弹起来；鲜艳的花朵放进去，会变成玻璃一样光闪闪，轻轻的一敲发出“叮当”响，重敲竟破碎了，从鱼缸捞出一条金鱼头朝下放进液体中，金鱼再取出来就变得硬梆梆，晶莹透明，仿佛水晶玻璃制成的“工艺品”，再将这“玻璃金鱼”放回鱼缸的水中，奇怪的是金鱼竟然复活了，又摆动着轻纱一般的尾巴游了起来。

-170℃：生命存活的低温极限这样的温度已有最简单的微生物能够生存了。观察表明，大肠杆菌、伤寒杆菌和化脓性葡萄球菌均能在-170℃下生存。

-140℃：液氮低温加工橡胶品

橡胶制品是很难降解的高分子弹性材料，将它粉碎到具有广泛用途的精细胶粉十分困难。目前，国际上利用废轮胎工业化生产精细胶粉的方法主要采用液氮低温冷冻法，即将橡胶在-130℃到-140℃的温度下冷冻成玻璃化状态再加以粉碎，就能轻易获得优良的精细胶粉。

-130℃：地球最低气温

地球上最低气温出现在南极最高峰——文森峰，这里年平均气温-129℃，夏日平均气温-117.7℃。而地球上第一高峰珠穆朗玛峰夏日平均气温也有-45℃，南极地区的冷烈可见一斑。

-110℃：酒精温度计

温度计中红色的液体是酒精，酒精在-117℃才会凝结。因而在地球上温度最低的南极洲，酒精温度计也能用。当然温度低于-117℃时，酒精温度计也派不上用场了。

-100℃：最冷的压缩机

一个国外电脑玩家使用了超过4个压缩机，自制了一套可以降温到-100℃的压缩机系统，来给CPU处理器降温！

-90℃：地球陆地最低温

在南极的内陆，人们已经测到-88.3℃的低温。

-80℃：SARS病毒仍可存活

SARS病毒的一个显著特点是怕热不怕冷，即使是在-80℃它还能至少生存4天，甚至多达21天，而在56℃下SARS病毒的生存时间不超过90分钟。

-70℃：北极最低气温

北极地区年平均气温北极地区年平均气温在-15℃～-20℃之间，比南极年平均气温高25℃，冬季时（1月）极夜期为180天，最低气温在-70℃。低温可预防某些疾病，生活在北极的爱斯基摩人是靠吃海豹肉和海豹油为主，当地人很少有心脏病、心血管、高血压、关节炎等疾病。

-50.7℃：中国最冷气温

在中国有过低于-50℃的地区记录不多。中国内蒙古自治区大兴安岭的矣渡河在1922年1月16日曾观测到-50.1℃的温度，是新中国成立前气温记录中的最低值。

新中国成立后，新疆北部的一个气象站在1960年1月20日以-50.7℃的低温首次打破了记录，接着1月21日又以-51.5℃再创全国新记录。中国最北的气象站——黑龙江省漠河气象站1968年12月27日清晨测得了-50.9℃，而在1969年2月13日漠河终于诞生了中国现有气象资料中的极端最低气温记录：-52.3℃。

世界上最不怕冷的花，是出产在中国的雪莲，即使-50℃，也鲜花盛开。

0℃：水的冰点

地球表面的70%是被水覆盖着的，约有14亿千立方米的水量，其中有96.5%是海水，剩下的虽是淡水，但其中一半以上是冰。所以说，地球是一个水的星球，正是这样的星球才能孕育出生命，所以“水”是生命之源。有了生命就有生机活力，世界才会更精彩。

既然水能结成冰，水也能变成气体扩散在空气中。当水在0℃时结成冰，就会失去流动性，不再是液体。所以有0℃是“水的冰点”之称。

10℃：凉爽宜人的赤道城

在南美洲的厄瓜多尔国的首都基多城里，赤道线恰好通过该城。不少人认为通过赤道的城市一定很热。但事实并非如此，这里不论春、夏、秋、冬，一年中月平均气温都在10℃左右，年平均温差只有4℃，是一个四季如春、凉爽宜人的赤道城。

20℃：双孢蘑菇菌丝生长温度

双孢蘑菇菌丝可在5℃—33℃生长，适宜生长温度20℃—25℃，最适宜生长温度22℃—24℃，高温致死温度为34℃～35℃。

30℃：蚊子适宜生存的温度

蚊子最喜欢的温度是30℃左右，太高了也受不了。秋天气候变冷温度降到10℃以下时，它们就会停止繁殖，不食不动进入冬眠，直到第二年春天激醒后又出来。

40℃：人体自身的温度极限

人属于恒温动物，一般说来不会超出35℃—42℃的范围，41℃时人体器官肝、肾、脑将发生功能障碍，连续几天42℃的高烧，足以致使成年人死命。

50—60℃：地球现最热温度

由于沙漠地区的云量少，日照强，又缺乏植被覆盖，空气湿度小，因此白天气温上升极快，大部分时间都在30℃以上，中午最热的时候，温度能上升到50℃以上。在北非曾有高达58℃的记录（1922年9月13日的利比亚）。

70℃：人类味觉最宜的温度

生理和心理学家的研究表明，人们食用食品时所获得的多种多样的味道感觉，实质上是由于味道和嗅觉协同作用的结果。一些可以热喝的饮料，如咖啡，其温度在70℃时才味美可口，热牛奶和热菜的温度在70℃左右最为好喝。有些油炸类食品，比如油炸虾，温度应保持在70℃左右，虽然吃起来还有些烫，但这时的味道最美。

100℃：水的沸点

在一个大气压下，当水开时，它的温度是100℃而且只能保持100℃。但是，人们在海拔8000多米的珠穆朗玛峰上煮鸡蛋时开水最高只有80℃，那是因为在8000多米高的地方气压低了，所以水的沸点只有也降低了。

200℃：地下热岩发电

英国从1987年开始进行岩浆发电实验。在英国一个温度最高的热岩地带，其在6000米深处的热岩可以把水加热到200℃，然后将200℃水的热能再转为电能。

500℃：聚光式太阳灶

这种太阳灶是利用抛物面形的反射镜聚光获得较高温度，直径一般为1—2米。由于能量集中，因而热效率较高，可获得500℃的高温。这种聚光式太阳灶在中国农村的一些家庭中，用来做饭、炒菜、煮饲料、烧水。

700℃：烟头、蚊香的温度

烟头的表面温度虽然只有250℃—300℃，烟头的中心温度一般在700℃—800℃左右，蚊香的燃烧温度也达700℃。

800℃：火山熔岩温度

在火山爆发时，总会喷出大量红色的火山熔岩。刚喷出时一般是液体状态，通常温度在800℃—1200℃左右，火山熔岩在流淌的过程中，不断向大气和大地表面散热，产生大量的烟雾。所以火山熔岩在冷却时凝固都是由外向里进行的。

1000℃：钻石的形成

常言道：“钻石是女士的最佳良伴”。有趣的是：钻石原来只是纯碳，而碳是仅次于氢、氦和氧的宇宙间第四种最常见的化学元素。因此，钻石的罕有并不源自其化学元素成分，而是在于它形成的方法和地点。地球上的钻石相信是在100—300公里深，温度接近1000℃的地底形成，其后因火山爆发而带至地面。单以化学成分来看，钻石和用来制造铅笔芯的石墨，其实是近亲。如果你把钻石放入高温火炉，那么最终只会化为普通的石墨。

3000℃：玻璃碳

玻璃碳是一种类似玻璃的碳，它兼有玻璃及碳素材料的双重性能。这种物质如果在真空或非氧化性气氛下的工作温度可达3000℃，而且耐热震性能好，可以作为熔炼高纯物质的坩埚，半导体外延炉感应加热板等，在科学上应用很广泛。

7000℃：地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能、这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃。

9000℃：水稻的积温

积温是某一时段内逐日平均气温之和。中国云南西南部、广东、福建、海南和台湾等省全年积温都是在8000℃以上，而最南端的海南乐东县莺歌海至三亚沿海一带、西沙永兴岛的全年积温更达9000℃，热量资源极为丰富，适宜水稻等喜温作物生长。这些地区的水稻生长普遍两季乃至三季。

100000000℃：人类创造的最高温度

人类所能产生的最高温是510000000℃约比太阳的中心热30倍，该温度是美国新泽西的普林斯顿等离子物理实验室中的托卡马克核聚变反应堆利用氘和氚的等离子混合体于1994年5月27日创造出来的。

外层空间的宇宙温度

-270.15℃：宇宙微波背景辐射

宇宙微波背景辐射是“宇宙大爆炸”所遗留下的布满整个宇宙空间的热辐射，反映的是宇宙年龄在只有38万年时的状况，其值为接近绝对零度的3K。

-260℃：星际尘埃温度

在寒冷的宇宙空间，星际尘埃的温度可低达-260℃。

-250℃：低温火箭发动机

印度空间研究组织试验成功了一种低温火箭发动机，该发动机的燃料温度为-250℃。在其带动下，发动机冲压涡轮的最高速度达到4万转每分钟，标志着印度空间研究水平跨越了一个具有重要意义的里程碑。

4000℃：太阳黑子中心温度

大家都知道太阳黑子，太阳黑子出现比较多的情况下，会产生地磁暴给人们工作带来很多不方便。例如：航海的船舶迷失方向，通信信号连接不上。那么太阳黑子其实并不黑，它们中心的温度在4000℃以上。亮度仍可与上下弦时半个月亮的光相比。只不过在明亮的光球反衬下就显得很黑。

5000℃：日珥基本温度

日珥主要突出日两边缘的一种太阳活动现象。它们比太阳圆面暗弱得多，在一般情况下被日晕淹没，不能直接看到，只有在日全食时通过望远镜才能看到。日珥的温度在5000—8000℃之间，一般可以扩散到几十万公里、形状千奇百怪。有的日珥能长期存在。奇怪的是日珥和日冕的温度、密度相差800倍，何以能长期共存，科学家们正在研究。

1000000℃：日冕温度

太阳日冕的温度高达100万℃。俄罗斯科学院圣彼堡技术物理大学成功地研制出一种温度计，可以快速测量热核反应堆中等离子体温度。科研人员在该温度计中使用了特殊结构的激光光源，从而在瞬间就能测量出温度高达1000000℃的等离子体的温度。

星体温度

-160℃：水星夜间温度离太阳最近的水星，它和太阳的平均距离为5790万公里，是太阳最近的行星。它表面温差最大，因为没有大气的调节，向阳面的温度最高时可达430℃，但背阳面的夜间温度可降至-160℃，昼夜温度差近600℃，这可是一个处于火和冰间的世界。温度变化如此巨大，水星上是不可能有生命的。

-120℃：金星最低温度

金星日夜温差最大，金星白天温度可达480℃；夜晚最低温度可达—120℃，因此，日夜温差可达600度左右。

-60℃：火星的温度

在远离地球的火星上，平均温度是-60℃。

-150℃：木星表面温度

木星是太阳系中的第五个行星，木星为太阳系最大的行星，其内部可以放入1300个地球，密度较低，其重量仅为地球的317倍。木星的成份绝大部分是氢和氦。木星离太阳较远，表面温度达-150℃；木星内部散放出来的热是它从太阳接受热的两倍以上。

-240℃：冥王星最低温度

从冥王星上看太阳，太阳只是一个闪亮的光点，它从太阳上所接受到的光和热，只有地球从太阳得到的几万分之一，因此，冥王星上是一个十分阴冷黑暗世界。最高温度是-210℃，最低温度是-240℃。除冥王星以外海王星也可达到-240℃。

科学家1898年在实验室第一次得到了-240℃的低温，这时，氢气变成了液氢。

-220℃：天王星温度

天王星自转一次的“天王星日”约为17小时14分，因为有快速的自转而和木星一样地呈现东西向的明显条纹。因为距离太阳遥远，天王星大气层云上端温度约在—220℃，表面显淡蓝色。

-210℃：鲸鱼座的尘埃盘

鲸鱼座是除了太阳以外离地球最近的类太阳恒星，距离太阳仅约12光年，亮度约3.5等，以肉眼就可以看到。它周遭有尘埃与彗星组成的尘埃盘，这个尘埃盘的直径比太阳系稍大一些，温度仅—210℃左右，可能是因为小行星和彗星彼此碰撞的碎片所形成。

-200℃：土卫六星表面温度

到目前为止，人类尚未发现有任何地外生命存活的迹象。但卡西尼号正在探索的土卫六可能是一个生命起源的实验室。

由于表面温度为-200℃，土卫六不是一个能产生生命的地方，但是它的浓密的大气层中含有许多碳氢化合物。它们通过太阳的紫外光可产生化学反应。光化学反应能产生有机分子，这些碳基化合物是产生生命的第一步。但是土卫六太冷了，以致于无法迈出下一步。它就像是一个深度冻结了的地球。在50亿年后，它将会得到产生生命所需要的热量，因为那时太阳将膨胀成一个熊熊发光的红巨星。只是那时由于太阳已进入生命的暮年，生命大约已经来不及产生了。

8000℃：牛郎星表面温度

在中国古代传说当中的牛郎星，在夜里人们观看到时它像一块宝石一样闪闪发亮。其实它的表面温度比太阳表面还要高2000℃，也就是8000℃。

10000℃：织女星温度

在夜里人们能观看到和牛郎星相伴的织女星，其温度有10000℃。

100000℃：星云温度

在星际当中物质分布是不均匀的，有的地方云气体和尘埃比较密集，形成各种各样的云雾天体。这些云雾状的天体就叫星云。环状星云是一颗很有名的行星状星云，它的中心星是一个接近演化终点的白矮星，温度有100000℃，密度也非常高。

6000℃：太阳表面温度

太阳的表面温度达到6000℃。太阳大气中有90多种化学元素，其氢的含量最多，约占太阳质量的71%，氦约占27%，其他元素约占2%，包括钠、钙、铁、氧等。正因为这些化学元素每天都在制造核爆炸，放出大量的光和热，给人们生活带来生机。但太阳的能量是有限的，终有一天能量用完后，太阳也就消失了。

一个质量为月球质量的1/1000的微型黑洞，温度约为6000℃，与太阳表面温度相当。

10000000℃中子星表面

质量和太阳相当的中子星，表面温度约为1000万℃。核聚变的发生必须具备1千万摄氏度以上甚至几亿摄氏度的高温。

绝对温度

绝对温标——建立在卡诺循环基础上的理想而科学的温标，将水的冰点（0℃）取为273.15 K（K称开尔文，绝对温标的单位），绝对温标的分度与摄氏温标相同。

绝对零度——即绝对温标的开始，是温度的最低极限，相当于-273.15℃，当达到这一温度时所有的原子和分子热运动都将停止。热力学第三定律指出，绝对零度不可能通过有限的降温过程达到，所以说绝对零度是一个只能逼近而不能达到的最低温度。

人类在1926年得到了0.71°K的低温，1933年得到了0.27°K的低温，1957年创造了0.00002°K的超低温记录。目前，利用原子核的绝热去磁方法，人们已经得到了距绝对零度只差三千万分之一度的低温，但仍不可能得到绝对零度。

如果真的有绝对零度，那么能不能检测到呢？有没有一种测量温度的仪器可以测到绝对零度而不会干扰受测的系统（受测的系统如果受到干扰原子就会运动，从而就不是绝对零度了）？确实，绝对零度无法测量，是依靠理论计算定义的。研究发现，当温度降低时，分子的平动就会变慢，那么根据实验数据外推得出，当降到某一温度时，分子的平动能为零，于是就给出了绝对零度的定义。

虽然说，温度存在着理论下限——绝对零度，但是这并不意味着物质在绝对零度的温度状态下一切运动都停止了。从统计热力学的角度看，物质的微观运动大体上可以分为分子平动、分子转动、分子振动、电子运动和核运动等几类。在绝对零度下，描述分子整体平移的分子平动、描述分子绕质心旋转的分子转动确实已经消失，但是分子振动、电子运动和核运动存在最低量子态，是不能被温度冻结的，所以说，客观世界的静止是相对的，运动是绝对的。

绝对最高温度——粒子的能量是通过运动来表现的，绝对零度的意义，就是物体内所有原子都静止，不再有任何热运动。

那么，粒子运动速度越快能量越高，宏观物质的温度也越高，粒子本身是没有温度的只能通过能量来表现其温度，所以，在一定压力下，每个粒子的运动速度都接近光速，能量也趋于无限大那就是温度的极限，也就是绝对的最高温度。