中国古代温度以什么作单位?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/17 13:39:40
中国古代温度以什么作单位?
中国古代温度以什么作单位?
中国古代温度以什么作单位?
公元前200-100年间,古希腊菲隆和希隆各自制造过一种以空气膨胀为原理的测温器.其后,人们还在三个容器中分别装上冷、温、热水来判断物体的玲热:用手摸进行比较.
1592 或1595 年,伽利略制成了第一个气体温度计.玻璃管与玻璃泡相连,管内有有色液体,倒置于水杯之中.当被测温度的物体与泡接触时,泡内空气就会因热胀冷缩而发生体积变化,使有色液柱上升或下降,再由玻管上标有 “热度” (即现在所说的 “温度”)的刻度读出.这是有史以来的第一支有刻度的温度计.显然,这种温度计不完善:变化着的大气压也会使液柱升降,测量范围极其狭窄.
1611 年,伽利略的同事桑克托留斯改进了伽利略的气体温度计,制成一种蛇状玻璃管气体温度计,玻管上有110 个刻度,可测体温.
1641 年,第一支以酒精为工作物质的温度计首次出现在意大利托斯卡纳大公爵费迪南二世的宫庭里.1644-1650 年间,这位大公将其不断完善:用蜡把红色酒精温度计的玻管口封位,在玻管上刻度.可见,这支温度计已具有现代温度计的雏型,以致不少人将温度计的发明归功于这位大公.1654 年,这种温度计已在佛罗伦萨普及,以致这一年被一些人认为是温度计诞生之年.它还被传到英国和荷兰.
1657 年成立的意大利佛罗伦萨实验科学院在其存在的10 年间地进行了水银和酒精泪度计的研究,制作过40( 或80) 个等分标度的没有定点的酒精温度计:它在1660 年冬最冷时显示11-12 “度” ,冰的熔点显示13.5 “度” ,夏天最热时为40“度” .
1742 年,瑞典物理学家、天文学家摄尔修斯制成的水银温度计则把水的沸点和冰的熔点分别定为0 ℃和100 ℃,其间分为100 格,每格为1 ℃,这是第三种得到广泛流行的实用温标——摄氏温标,其符号为t 或tc.1743 年,克里森指出上述定点不符合越热的物体温度越高的习惯,8 年以后的1750 年,摄尔修斯接受同事斯特默尔的建议,把上述两定点的温度对调,这才成了现在的摄氏温标即百分温标.
和 “热力学温度” ,我国也最终由国务院于1984 年2 月27 日下达命令在1991 年1 月1 日起正式施行使用.
粗略地说,温度是指冷热的程度。冷热的概念自古已有,在温度计出现以前,人们常凭自己的感官的感觉,例如用手触摸物体来判别物体是冷、是热,冷热的程度如何。这种以体温为基础的触摸感觉法,只能判断一定范围内的温差,而不是特定的温度概念,
古人以寒、冷、凉、温、热、烫等术语所表示的温差范围,会随人而异,有极大的主观性。
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粗略地说,温度是指冷热的程度。冷热的概念自古已有,在温度计出现以前,人们常凭自己的感官的感觉,例如用手触摸物体来判别物体是冷、是热,冷热的程度如何。这种以体温为基础的触摸感觉法,只能判断一定范围内的温差,而不是特定的温度概念,
古人以寒、冷、凉、温、热、烫等术语所表示的温差范围,会随人而异,有极大的主观性。
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观察自然现象知寒暖
即使如此,古人还是找到了一些较为客观地判别冷热程度的办法。战国时人们已经知道通过观察水的结冰与否来推知气温下降的程度。例如,《吕氏春秋·慎大览·察今》就记载道:“见瓶中之冰而知天下之寒。”这种做法被后世人们所认可,汉代的《淮南子·兵略训》就有几乎同样的记载:“见瓶中之水,而知天下之寒暑”。这是因为,通过观察瓶中水结冰或冰融化,确实可以大致知道气温的寒暖变化。
古人对自然规律缺乏了解,认为反常气令是上天对帝王卿相失德的“告诫”。所以,要把气令记录下来,写到官修的史籍中去以占验吉凶。同时,对一些特定日期例如冬至时的气候状况,古人也比较注意记录。至迟从十一世纪起,官方就已经习惯记录冬至后九个九天当中每日的天气,这叫做“数九寒天”。在明清时代,人们常把这些日子的天气每天记录在一种图上。有关这方面的记录在清代汇编的《古今图书集成》中有四卷之多。现在,我们从这些记载中可以看到中国古代气候的温度变化情况。
以人体体温为标准测温
虽然以体温判别周围物体的冷热程度,会因人而异。然而体温又是古代最恒定的“温度计”。因为正常人的体温基本相同。古代人就充分地认识了这种特殊的“温度计”,并在制奶酪、豆豉、养蚕、茶叶的加工工艺中应用。
北魏贾思勰曾指出,牧民作奶酪,使酪的温度“小暖于人体,为合适宜”;他又指出,作豆豉,“大率常令温如腋下为佳”,“以手刺(豆豉)堆中候,看如腋下暖”。
宋代陈旉在论及洗蚕种的水温时说:“调温水浴之,水不可冷,亦不可热,但如人体斯可矣。”元代王祯在论及养蚕的最佳室温时指出,养蚕人“需著单衣,以为体测:自觉身寒,则蚕必寒,使添熟火;自觉身热,蚕亦必热,约量去火”。
宋代蔡襄曾说过,茶叶“收藏之家,以蒻叶封裹,入焙中两三日,一次用火常如人体温,温则御湿润,若火多则茶焦不可食”。
观察发热物体的火焰颜色———高温目测技术
“火候”一词最初的本意是,观察发热物体的火焰颜色。在金属冶炼或烧制陶瓷过程中,历代工匠都以火焰颜色来判别炉体内温度的高低。因此,火候实际上是古人创造的一种经验的高温目测技术。虽然,它具有很大的经验性,亦不能标出温高的具体数值,但它有充分的科学性。
战国时著作《考工记》,最早记述了冶铸青铜的火焰颜色:
凡铸金之状,金与锡,黑浊之气竭,黄白次之;黄白之气竭,青气次之;青白之气竭,青气次之。然后可铸也。
这段话可用现在科学知识解释:在熔炉中加入铜矿和锡矿而进行熔化的过程中,首先熔化挥发的是那些不纯杂物,它们的燃烧呈现“黑浊”焰色;然后,熔点较低的锡或杂物硫熔化并挥发,呈现“黄白”焰色;随炉温升高,铜(古代写为“金”)熔化并挥发,铜与锡成为青铜合金,呈现“青白”颜色,进而炉火纯青,便可开炉铸造。
火候观察法,不仅被历代冶铸、陶瓷等工匠沿用,也被炼丹家和药物学家所发展。古人为我们留下了许多物质的火焰颜色的记载,这些记载表明通过观察火焰颜色来判断温度的高低以及炉内气氛确实是古人常用的判别温度高低的方法。这与近代物理学中用光谱学原理,对不同物质的不同特征火焰及其所对应的温度,来鉴别物质的方法是一致的。
清初欧洲温度计知识的传入
最早把欧洲的温度计介绍到中国的是,比利时人天主教耶稣会传教士南怀仁(F.Verbiest,1623~1688)。南怀仁于清顺治十六年(1659)来华,他著述的关于温度计的一本小册子《验气图说》于1671年刊行。该书后被收入他1674年撰成《新制灵台仪象志》一书的第十四卷中。该书中介绍了测量冷热变化和干湿变化的概念,并描述了“测气寒热”的仪器即温度计的制作方法、用法及原理。南怀仁制作的温度计(见40页右栏上图),管子呈U形,管内注烧酒(或水);以一水平线为基准,将管子划分成上半部较长、下半部较短的两部分,对应天气的冷热作了一些不等分的分度,以作为测量温度的标尺。从书中叙述看,这种温度计只能观察到温度的变化,也只能测量相对的冷热程度,实际上类似伽利略等人发明和使用的那种没有固定点而且温标是任意的空气温度计。而17世纪欧洲许多科学家致力于研究温度计的改进和使用,他们对温度计的玻璃泡和管子尺寸与液体含量之间的关系,做了大量实验研究。对此,西方传教士未能及时介绍到中国来。
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