温度是什么

　　0度是什么？人们该如何理解温度？本书以热力学单位——温度的定义为主线，简要介绍了物质相变、 温度测量、储热、传热、热力学定律、熵等基本概念。对温度的解释由浅显易懂的冰雪融化，逐步延伸到 凝聚态物理、宇宙学、高能物理、计量学、传热学、工程热力学等基础科学及应用技术领域。从这个意义 上，本书是一本物理学科普书籍。

　　董学智，博士，副研究员。先后工作于中国科学院，清华大学。一直从事能源动力领域研究工作，研究各种热能在各种动力系统内的转化，并利用业余时间专研科学哲学。

III

目录
第1章 0度是什么 / 1
2 / 不容易懂的温度，容易懂的大气压
4 / 可以被忽略的压力
6 / 为什么需要纯净水
10 / 不纯净的纯净水
11 / 百思不得其解的冰水混合物
13 / 凝固与结晶
15 / 获取晶体的过程
16 / 规则排列与不规则排列
17 / 0度是什么
第2章 100度是什么 / 18
18 / 水的沸点并不适合作为温标
20 / 水与水蒸气的体积差
21 / 低气压下水的饱和点
23 / 过热液体与过冷蒸汽
24 / 相变与高能物理实验
25 / 高气压与瓦特的故事
28 / 更高的压力，更高的温度
29 / 完整相变图
第3章 温度的测量 / 31
32 / 被忽视的物理定律
33 / 水银温度计
34 / “热胀冷缩”现象
35 / 电阻温度计
35 / 低温超导与高温超导
37 / 科研与实用
39 / 低温气体温度计
40 / 真正的基础科学
41 / 其他类型温度计
第4章 温度的存储 / 43
43 / 什么是存储
44 / 最常用的加法运算
45 / 叠加与守恒
48 / 能量守恒定律
50 / 热质说与工具主义
51 / 蓄热与蓄冷
53 / “民科”的挑战与辉格科学史
第5章 温度的传递 / 57
58 / 温度传递怎么成为可能
58 / 温度传递的方式
59 / 温度的连续性
60 / 热传导方程
61 / 热传导的强化与削弱
63 / 复杂的热对流
63 / 应用科学技巧
65 / 对流换热的一般规律
第6章 太阳的温度 / 67
68 / 太阳能的利用
69 / 地球温度的变化
70 / 黑体与白体
72 / 再论地球的温度变化
73 / 温室效应与全球变暖
75 / 太阳温度的测量理论
76 / 星体的温度
77 / 黑洞的温度
79 / 宇宙的温度
80 / 现代实验的意义
82 / 黑体辐射与紫外灾难
83 / 再论太阳温度
84 / 可证伪性与科学定义
85 / 研究太阳的意义
第7章 理想气体的温度 / 88
88 / 理想气体的性质
89 / 什么是理想气体
91 / 理想气体有什么用
93 / 理想气体的假设
94 / 理想气体的温度
95 / 理想气体性质的证明
96 / 物理常数的定义
99 / 物理常数真的是常数吗
99 / 测量与物理常数
100 / 物理常数的测量
102 / 理想气体常数测量与针尖上的天使
103 / 理想气体的悖论
第8章 能量 / 105
105 / 科学概念与语言
107 / 科学概念与公众
109 / 概念的实在性
111 / 最早的能量单位——卡路里
112 / 能量守恒定律
112 / 牛顿力学中的能量
114 / 热力学中的能量
116 / 其他能量
120 / 能量守恒定律既是定义又是分类法
121 / 永动机为什么不存在
122 / 定义的意义
第9章 温度的有序性 / 125
125 / 热力学第二定律可信吗
128 / 卡诺循环
131 / 设计一个高效循环
131 / 热源的分类
133 / 如何设计高效热机
137 / 技术进步的要素
139 / 政府主导的技术进步
第10章 熵 / 141
141 / 克劳修斯的熵
142 / 宇宙的归宿——热寂
143 / 温度的定义
143 / 玻尔兹曼与熵
145 / 原子论与还原主义
147 / 吉布斯佯谬
150 / 可分辨的悖论
152 / 失忆的麦克斯韦妖
154 / 信息熵
155 / 非平衡状态下的熵
156 / 自组织与对称破缺
158 / 时间是什么
160 / 宇宙视角下的熵
第11章 温度的极限 / 164
165 / 获取更高温度的方法
168 / 人造温度的极限
168 / 超高温下的温度定义
169 / 高温的极限
170 / 低温环境
171 / 制造低温
172 / 新的制冷方式
173 / 低温的测量
175 / 超低温特性与应用
176 / 超低温与凝聚态
176 / 低温的极限
179 / 研究成果即定义
参考文献 / 181
后记 / 182