温度是衡量物体冷热程度的基本物理量，从微观本质上来看，它反映的是物体内部分子、原子等微观粒子无规则热运动的剧烈程度。对热冷的感知是人类体验的基础，然而找出测量温度的方法却难倒了很多前人。目前尚不清楚是古希腊人还是中国人最早找到测温的方法，而温度传感器的历史可以追溯到文艺复兴时期。自开天辟地以来，世界上的所有物质，从太阳到宇宙、从恐龙到人类，都在一定的温度条件下存在。而人类探索自然、认识自然并进一步改造自然的过程是那么令人荡气回肠，足可彪炳千秋。一批又一批才华横溢的学者、科学家与工程师，用他们的聪明才智与不懈努力，让人类脱离了中世纪的迷信与愚昧。他们拨云见日，开创了现代科学研究的方法，并奠定了当今科学研究理论与实验研究方法的基础。虽然当时他们所掌握的实验条件与工具是如此原始与简单，但他们以唯有人类才具有的思考、归纳与分析能力，获得了诸如热力学定律、能量守恒定律、麦克斯韦方程等非凡成果。他们的成就充分彰显了人类文明之光，因此几百年来获得了全世界不分国度、种族、年龄的人们的高度认可与尊重。他们的成就是整个人类的共同骄傲，值得我们学习与效仿！
　　本书希望通过探究人类对于温度的了解历史过程，给读者展现在每一个科学发现与定律之后人类发展历史与激动人心的故事，让我们更加有信心地去开创未来，推动社会的进步。

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美国联邦政府实验室技术转移奖（2004，排名第一）、美国能源部橡树岭国家实验室表现优异奖（2008，排名第一）

目录
前言
第1章 温度与热理论 1
1.1 物理中的热代表什么 1
1.1.1 物理学中热的基本定义 1
1.1.2 三种传热方式：烧、烤、炖 2
1.1.3 看不见摸得着的热到底是什么 5
1.1.4 热的尺度效应很重要 6
1.2 热力学第零定律：如何达到热平衡 9
1.3 热力学第一定律：能量守恒和转化定律 11
1.4 热力学第二定律：为什么热量总是自发地从高温热源流向低温热源 15
1.4.1 熵太多和“热寂” 16
1.4.2 熵增原理与“时间之箭” 16
1.4.3 开放系统会发生什么 17
1.4.4 化学反应为什么能够发生 18
1.5 热力学第三定律 18
1.6 熵和焓 20
1.6.1 无处不在的熵 20
1.6.2 表达变化的焓 22
1.7 来自大自然的热源 24
1.7.1 炙热的太阳 25
1.7.2 火与燃烧 26
1.7.3 好用的地热能 29
1.8 热机理论 30
1.8.1 等温和绝热过程 32
1.8.2 状态方程 33
1.8.3 膨胀功与收缩功 33
1.9 从纽科门蒸汽机谈外燃机 34
1.9.1 喷气发动机与燃气涡轮发动机：布雷顿循环 36
1.9.2 卡诺循环 37
1.9.3 理想高效燃气轮机：爱立信循环 37
1.9.4 产生世界上90%电力的兰金循环 38
1.10 什么是内燃机 39
1.10.1 广泛使用的汽车发动机：阿特金森循环发动机 39
1.10.2 柴油发动机：狄塞尔循环 40
1.10.3 火箭发动机：膨胀机循环 41
1.10.4 高效汽油发动机：均质压燃发动机 42
1.10.5 火车与轮船大功率发动机：米勒循环 43
1.10.6 理想的发动机：奥托循环 45
1.10.7 飞往火星的发动机：分级燃烧循环 46
1.11 能够在夏日制造寒冬的制冷机 48
1.11.1 离不开的空调系统 50
1.11.2 环保经济的热泵 53
1.11.3 能够制造冰激凌的冰箱 55
1.12 不用电就可以制冷的红外辐射制冷技术 58
1.13 悄无声息的全固态热电发电机与制冷机 61
1.13.1 奇妙的热电发电机 62
1.13.2 可以利用体温发电的微纳发电芯片 65
1.14 统计热力学说些啥 69
1.15 为什么说永动机很荒谬 70
第2章 无所不在的温度及其测量 72
2.1 看不见的热是如何测量的 72
2.1.1 热是怎么传递的 72
2.1.2 为什么烤红薯会烫手很久 74
2.2 温度的测量与温标 74
2.2.1 为什么我们可以测量温度 74
2.2.2 多种多样的温标 76
2.3 测量温度的仪器 86
2.3.1 银色的水银温度计 88
2.3.2 红色的酒精温度计 91
2.3.3 可隔空测量的红外温度计 92
2.3.4 高精度热敏电阻温度测量传感器 93
2.3.5 不需要外接电源的热电偶温度传感器 95
2.3.6 能够测量钢水温度的高温计 97
2.3.7 低温如何测量 101
2.3.8 气体、液体和固体共存的三相点 102
2.3.9 电子温度测量 104
2.4 热的产生 104
2.4.1 摩擦热 105
2.4.2 焦耳热 106
2.4.3 电磁感应加热 111
2.4.4 如何正确使用微波炉 116
2.4.5 化学反应热 119
2.4.6 汽化 119
2.4.7 溶解热 123
2.4.8 核裂变热与核聚变热 124
2.5 可见光与红外热辐射 130
2.5.1 人类看得见的光—可见光 130
2.5.2 光从哪里来 136
2.5.3 可以用来消毒的紫外线 145
2.5.4 看不见的红外线 149
2.5.5 神奇的激光 153
2.6 X射线 156
2.6.1 “戴戒指的手” 157
2.6.2 居里夫人的X光车 160
2.6.3 医院里的CT检查是什么原理 161
2.6.4 机场的行李扫描仪 161
2.6.5 钱德拉X射线天文台 161
2.6.6 X射线与物质的相互作用 162
2.6.7 来自宇宙的γ射线 163
2.7 无线电波 165
2.7.1 无线电波的产生 165
2.7.2 无线电波是如何传播的 165
2.7.3 如何接收无线电波 167
2.8 微波通信与雷达探测 168
2.8.1 什么是微波 168
2.8.2 探测宇宙的射电天文学 170
2.8.3 微波通信与广播电视 171
2.8.4 拯救了英国的雷达技术 171
第3章 寒冷的宇宙与太空探索 175
3.1 广寒的太空 175
3.2 探索太空的开始 176
3.3 飞向太空的梦想家：万户 177
3.4 太空时代的黎明：现代火箭先驱们 178
3.4.1 罗伯特·哈钦斯·戈达德 179
3.4.2 冯·赫尔曼·奥伯特 183
3.5 宇宙速度：太空物理学 185
3.6 喷火之箭：离开地球的天梯 188
3.6.1 早期实用火箭 189
3.6.2 纳粹德国的V-1与V-2火箭 191
3.6.3 美苏太空竞赛 192
3.6.4 火箭发动机 192
3.7 苏联质子火箭家族与俄国安加拉火箭家族 194
3.7.1 苏联的质子火箭家族 194
3.7.2 俄罗斯安加拉火箭家族 195
3.8 中国长征系列运载火箭 196
3.9 美国土星五号火箭与三角洲Ⅳ重型火箭 197
3.9.1 土星五号火箭 197
3.9.2 三角洲Ⅳ重型火箭 199
3.9.3 美国太空探索公司的火箭 199
3.10 欧洲航天局阿丽亚娜火箭系列 202
3.11 火箭推进剂 204
3.11.1 固体推进剂 205
3.11.2 液体推进剂 206
3.12 人造卫星 207
3.12.1 通信卫星 209
3.12.2 导航卫星 211
3.13 人类进入了太空 213
3.13.1 太空第一人：加加林 213
3.13.2 阿波罗登月计划 216
3.13.3 航天飞机 230
3.14 空间实验室 233
3.14.1 苏联空间实验室 234
3.14.2 国际空间站 239
3.14.3 中国天宫空间站 244
第4章 天火：宇宙与生命的起源 246
4.1 能够看到时间尽头的超级太空望远镜 246
4.1.1 哈勃太空望远镜 246
4.1.2 斯皮策太空望远镜 251
4.1.3 詹姆斯·韦伯太空望远镜 252
4.1.4 “中国天眼” 258
4.2 超新星与宇宙大爆炸 260
4.2.1 历史上观察到的超新星 260
4.2.2 超新星的诞生与暗物质 263
4.2.3 宇宙大爆炸 266
4.3 黑洞 270
4.3.1 黑洞的温度与生命 270
4.3.2 探测无尽的黑洞 272
4.4 暗能量 277
4.4.1 什么是暗能量 277
4.4.2 暗能量理论来源于相对论 278
4.4.3 暗能量的探测 280
4.4.4 宇宙的确在涨大 281
4.5 生命的起源 282
4.5.1 已经燃烧了45亿年的太阳 282
4.5.2 探索地球生命的起源 284
4.5.3 天体生物学能够告诉我们什么 287
第5章 人体的温度 289
5.1 人类是恒温动物 289
5.2 人体能量的产生 292
5.3 皮肤与呼吸 294
5.4 体温的测量与标准 296
5.4.1 正常体温标准是如何建立的 297
5.4.2 变化中的体温 298
5.4.3 体温的临床意义 299
5.5 发烧是怎么回事 300
5.5.1 发烧的标准 302
5.5.2 发烧的原因 302
5.6 过高热症与低体温症 303
5.6.1 过高热症 303
5.6.2 低体温症 305
5.7 人类的体温在下降是真的吗？ 307
5.7.1 体温37℃还是金标准吗？ 307
5.7.2 体温下降原因未解 308
5.8 意念、情绪与生活环境对体温的影响 309
5.8.1 可否用意念控制体温？ 309
5.8.2 体温平衡与控制 310
5.8.3 心情与情绪的影响 311
5.9 运动与环境对体温的影响 315
5.9.1 运动与体温调节 315
5.9.2 开展体育运动有益身心健康 317
5.9.3 环境温度与体温调节 318
5.9.4 体温与衰老 319
5.9.5 个人情绪与身体感觉 320
第6章 从冷兵器到核武器 322
6.1 用石头作为工具与武器 322
6.2 时至今日仍然好用的棍棒 323
6.3 铁锏的威力 324
6.4 古代东西方军队都曾经挥舞的狼牙棒 325
6.5 长矛与长枪 326
6.5.1 始于远古时期的长矛 326
6.5.2 马其顿长矛方阵 329
6.5.3 中国的长枪（长矛） 329
6.5.4 步枪上刺刀 332
6.6 标枪 334
6.6.1 阿格里安人轻盾兵 336
6.6.2 中国古标枪与戚继光的“鸳鸯阵” 336
6.6.3 罗马重标枪 338
6.6.4 奥林匹克运动会标枪项目 339
6.7 飞将军的弓箭 339
6.7.1 弓箭的发展 340
6.7.2 中世纪强大的英格兰长弓 343
6.7.3 奥林匹克运动会射箭项目 347
6.8 刀光剑影 348
6.8.1 刀剑概述 348
6.8.2 中国的吴王夫差剑与越王勾践剑 352
6.8.3 欧洲骑士重剑 355
6.9 回族炮与配重抛石机 355
6.10 火药与炸药 359
6.10.1 火药：火的药 359
6.10.2 爆破弹震天雷 362
6.10.3 五彩缤纷的烟花 364
6.10.4 过年过节的鞭炮与爆竹 368
6.11 威力巨大的炸药 369
6.11.1 兼具救命与杀人的硝酸甘油 370
6.11.2 安全的黄色炸药 372
6.12 火枪、火炮与火箭炮 373
6.12.1 火枪 373
6.12.2 攻城略地的火炮 378
6.12.3 排山倒海的火箭炮 385
6.13 核武时代 387
6.13.1 纳粹德国的核武器计划 387
6.13.2 曼哈顿计划的“小男孩”与“胖子” 388
6.13.3 氢弹与热核武器 390