外面有多暖和？今晚有多冷？温度计——一种用来测量空气温度的仪器——很容易告诉我们这一点，但它如何告诉我们则完全是另一个问题。

为了理解温度计是如何工作的，我们需要从物理学中记住一件事：液体在温度升高时体积膨胀（它所占据的空间量），在温度降低时体积减小。

当温度计暴露在大气中时，周围空气的温度会渗透到温度计中，最终使温度计的温度与其自身温度达到平衡——这一过程的学名是“热力学平衡”。如果温度计及其内部的液体必须加热才能达到这一平衡，那么液体（加热后会占用更多空间）温度会上升，因为它被困在一根狭窄的管子里，除了上升没有别的路可走。同样，如果温度计的液体必须冷却才能达到空气的温度，那么液体的体积就会缩小，并沿着管子下降。一旦温度计的温度与周围空气的温度平衡，它的液体就会停止移动。

温度计内部液体的物理升降只是其工作原理的一部分。是的，这个动作告诉你温度变化正在发生，但是如果没有一个数字尺度来量化它，你就无法测量温度变化是什么。这样，温度计玻璃上的温度起着关键作用（尽管是被动的）。

是谁发明的：华氏还是伽利略？

当谈到谁发明了温度计的问题时，名单上的名字数不胜数。这是因为温度计是从16世纪到18世纪的一系列想法发展而来的，始于16世纪末，当时伽利略·伽利略发明了一种装置，使用一个装有加重玻璃浮标的充水玻璃管，根据管外空气的热度或冷度，浮标可以在管内漂浮或下沉（有点像熔岩灯）。他的发明是世界上第一个“测温仪”

17世纪初，威尼斯科学家兼伽利略的朋友圣托里奥在伽利略的温度计上增加了一个刻度，以便解释温度变化的数值。通过这样做，他发明了世界上第一个原始温度计。直到17世纪中期，费迪南多·德梅迪奇（Ferdinando I de’Medici）将温度计重新设计为一种密封管，带有一个灯泡和一个杆（并充满酒精），温度计才呈现出我们今天使用的形状。最后，在17世纪20年代，当他开始使用水银（代替酒精或水）并将自己的温标固定在上面时，飞轮海采用了这种设计并“改进了它”。通过使用水银（其冰点较低，其膨胀和收缩比水或酒精更明显），华氏温度计可以观察到冰点以下的温度，并可以观察到更精确的测量结果。因此，飞轮海的模型被认为是最好的。

你用什么样的天气温度计？

包括华氏玻璃温度计在内，有4种主要类型的温度计用于测量空气温度：

玻璃中的液体。这些基本温度计也被称为灯泡温度计，国家气象局合作气象观察员在进行每日最高和最低温度观测时，仍在全国史蒂文森屏幕气象站使用。它们由一根玻璃管（“杆”）制成，一端有一个圆形的腔室（“灯泡”），用来容纳用来测量温度的液体。随着温度的变化，液体的体积或膨胀，使其上升到阀杆中；或者收缩，迫使它从茎部向球茎收缩。

讨厌这些老式温度计有多脆弱？他们的玻璃实际上是故意做得很薄的。玻璃越薄，热量或冷量通过的物质越少，液体对热量或冷量的反应越快，即滞后时间越短。

双金属或弹簧。安装在房子、谷仓或后院的刻度盘温度计是一种双金属温度计。（你的烤箱、冰箱温度计和炉子恒温器也是其他例子。）它使用两种不同的金属（通常是钢和铜）制成的条带，它们以不同的速率膨胀来感应温度。金属的两种不同膨胀率迫使带材在加热到初始温度以上时单向弯曲，在冷却到初始温度以下时反向弯曲。温度可由带材/线圈的弯曲程度确定。

热电的。热电温度计是使用电子传感器（称为“热敏电阻”）产生电压的数字装置。当电流沿着导线流动时，其电阻将随着温度的变化而变化。通过测量电阻的这种变化，可以计算出温度。

与玻璃温度计和双金属温度计不同，热电温度计坚固耐用，响应速度快，不需要人眼读取，这使其非常适合自动化使用。这就是为什么它们是机场自动气象站的首选温度计。（国家气象局使用这些AWO和ASOS站的数据为您提供当前的本地温度。）无线个人气象站也使用热电技术。

红外线的红外温度计能够通过检测物体释放出多少热能（在光谱的不可见红外波长中）并计算其温度来测量远处的温度。红外（IR）卫星图像显示，最高和最冷的云层呈亮白色，而较低和温暖的云层呈灰色，可以被认为是一种云温度计。

现在你知道温度计是如何工作的了，每天在这些时候仔细观察它，看看你的最高和最低气温是多少。

资料来源：

• Srivastava，Gyan P.地面气象仪器和测量实践。新德里：《大西洋》，2008年。