温度与湿度研究：基础概念与定义

温度、湿度是影响文物保存的首要因素，在文物保存环境的诸因素中，最基本、经常起作用的因素就是温度和湿度，不适宜的温度、湿度不仅会对文物材质的耐久性造成直接地影响，而且会加速其他不利因素对文物材质的破坏作用。

（一）温度、湿度概念

1.温度

温度是衡量物体冷热程度的物理量，严格的、科学的温度定义，是建立在热力学第零定律基础上的。

根据热力学第零定律，处于同一平衡状态的所有热力学系统都具有共同的宏观性质，这个决定系统热平衡的宏观性质就定义为温度，温度的特征就在于一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。从微观上看，温度实质上是物体内部大量分子无规则运动剧烈程度的反映，温度越高说明物体内部分子热运动越剧烈，反之亦然。因此，温度是统计意义上的一个物理状态参数，是大量分子热运动的集体表现，是大量分子的平均平动动能的量度，对于单个的分子，说它有温度是没有意义的。

上述关于温度的定义仍是定性的、不完全的。完全的定义还应包括温度的数值表示法，即温标。建立一种温标需要包含三个要素：①选择测温物质和测温属性。②对测温属性随温度变化的函数关系做出规定，这种规定具有人为性，在尚未确定温度的单位时，什么叫一度可以人为规定。③选取固定点，规定其温度数值。目前常用的温标有三种，即绝对温标（又称热力学温标，开氏温标）、摄氏温标和华氏温标。第一种是一种理想温标，用于科学研究，第二种和第三种属经验温标，用于日常生活。

2.湿度

湿度是表示空气的干湿程度的物理量，它有多种表示方式，如绝对湿度、相对湿度、露点等。

（二）温度、湿度对文物的影响

任何材料的文物都有适宜自己的温度、湿度范围，一旦超过这个范围，文物材料就要发生病变，如大多数古籍、字画、档案等纸类文物，当纸张的含水量维持在7%左右时，纸张的强度最好，而要使纸张含水量维持在7%左右，就必须要求周围环境的湿度在50%—65%；若湿度经常处于50%以下，纤维素就容易损坏，产生干裂、翘曲等现象。

1.不适宜温度对文物的影响(https://www.xing528.com)

（1）温度作用于文物的机理

温度主要通过以下两条途径影响文物制成材料，使其耐久性降低、寿命缩短。

第一，促使文物制成材料分子相转变。构成物质的分子（原子）每时每刻不处在振动之中，其振动频率与环境温度密切相关，温度升高，分子振动频率加快，振幅加大；当温度升高到一定程度时，分子可能会发生裂解，导致物质结构变化，其性能也相应发生变化。

第二，改变化学反应活化能。活化能是指活化状态分子与反应物状态分子各自平均能量的差值，是一个依赖于温度的量。随着温度的升高，活化分子数增加，导致有效碰撞次数增多，反应速度加快。^[2]

（2）温度作用于文物的表现

温度对文物的影响主要表现在两个方面：一是温度因素直接产生的破坏作用，主要是对于由不同材质构成的复合文物，由于不同材料热胀冷缩时的体积变化不同，变化速度也各异，导致文物的开裂。二是由于温度变化引起其他因素的改变而对文物产生的间接破坏作用，如据研究温度每升高10℃，化学反应速度增加1—3倍；温度的急剧升高，引起文物的过分干燥或高温造成文物的损坏等。又如常见的锡为白锡，其化学性质比较稳定，常温下与空气不发生化学反应，但若环境温度低于13.2℃，白锡将转化成粉末状的灰锡，而且随着温度的降低，转变速度显著加快。对纤维质文物，高温将加速纤维素水解反应，加速蒸发，使纤维变脆而易于折断。

2.不适宜湿度对文物的影响

第一，直接途径：在一定的温度下，环境湿度增高，文物制成材料含水量增大，表现为吸湿；环境湿度降低，文物制成材料含水量减少，表现为解吸。这样，湿度的变化直接引起文物制成材料结构的变化并导致其性质发生变化。

第二，间接途径：水是各种有害化学反应的媒介，随环境湿度的增高，文物制成材料含水量增加，有害化学反应随之增加；同时，空气中的有害气体对文物制成材料破坏作用增强；有害微生物得到适宜的繁殖、生长条件，破坏力也增强。