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第二章 温度测量概述 第二章 温度测量概述 第二章 温度测量概述 日常生活中，常用 温度 来表示物体的冷热程度。 在微观上，温度 是表示处于热平衡状态的热力学系统中微观粒子热运动强度的物理量。 第二章 温度测量概述 为了保证温度量值的准确和利于传递，需要建立一个衡量温度的统一标准尺度，即温标。 温标是表示温度高低的尺度，简称温标。是温度传递的标准，是温度传感器与温度仪表进行分度的依据。 利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规律，通过这些量来对温度进行间接测量。 温标的发展过程： 经验温标 理想热力学温标和绝对气体温标 国际实用温标 第二章 温度测量概述 第二章 温度测量概述 第二章 温度测量概述 为了使温度的测量统一，可以采用如下三种途径： 第二章 温度测量概述 以在经验上某一物质特性随温度的变化为依据建立的温标，叫做 经验温标 。 任何物体的温度有变化时，它的许多物理性质都要随之变化。 可以适当选择与温度有关的物理属性，由该属性的变化来反映温度的变化；并且可以做出适当的规定，使得所选择的属性在其量值上与温度这一状态函数的具体数值有一一对应关系。 于是，便对温度给予了数值表示，这样建立的温标称为 经验温标。 第二章 温度测量概述 (1) 选择某种物质之某一随温度作单调、显著变化的属性，作为测温属性，所选定的物质叫测温质。 (2) 规定测温属性随温度变化的函数关系，其中含有若干待定常数。最简单的是规定测温属性随温度作线性变化，即： (3) 选一标准系统处于某个易于复现的状态，令此时之温度是某固定值，把这作为一个温度固定点。有足够多的温度固定点，就可以用来确定上述函数关系中的常数。 第二章 温度测量概述 经验温标举例: 摄氏温标 气体开尔文温标 理想气体温标 由理想气体温标准重新定义的摄氏温标 华氏温标 第二章 温度测量概述 1954年之前使用的摄氏温标是这样规定的： 测温属性的选择有很大任意性，但测温属性随温度t变化的函数关系规定为t＝aX+b，温度固定点规定为冰点(指1标准大气压下纯水和纯冰达到平衡时的温度，纯水中溶解有空气并达饱和)是0℃，汽点(指纯水同其饱和蒸气压为1标准大气压的水蒸汽达到平衡时的温度)是100℃。 第二章 温度测量概述 　现具体选定液体(如水银、酒精、甲苯等)的体积为测度属性，将液体注入粗细均匀的玻璃管内，管中液面高度h的变化就标志着它体积的变化。令h1、h2分别表示液柱在冰点、汽点温度下的高度，则有： 这样，只要知道在某温度下液柱的高h，便可由上式算出此时的温度值。 第二章 温度测量概述 气体温标在温度测量的理论和实践上有特别重要的作用。它必以气体为测温质，而测温属性X可以是定量定容气体之压强，或定量定压气体之容积，也可以是定量气体压强、容积之乘积。对于气体开尔文温标来说，其测温属性随温度变化的函数关系与摄氏温标的不同，是采用 现在具体地选定X为一定量定容气体的压强P，将上式写为： 第二章 温度测量概述 固定点: 水的三相点(纯水的气液固三相平衡共存时)的温度为:273.16K，其压强为:Ptr 则有： 所以有： 注意Ptr是气体温度为Ttr即273.16K时的压强，而不是水三相共存时的压强 第二章 温度测量概述 如果改用体积来作为测温属性， 则类似地有： 第二章 温度测量概述 如何解决？ 理想气体温标 第二章 温度测量概述 第二章 温度测量概述 理想气体温标的测温质是理想气体 . 实际气体与理想气体是不同的，实际气体仅在其压强趋于零的极限情况下才具有理想气体的性质。 摄氏温度 t 重新定义如下： t=T-273.15 式中T为理想气体温标定义的开尔文温度。摄氏温度 t 的单位仍然用℃。 第二章 温度测量概述 1714年，华伦海脱(Farenheit)制定，用符号oF表示 Farenheit曾发现气压表的水银柱高度随温度而变化，这就促使他开始对水银温度计进行研究 最初，华氏温标选用氯化氨和水的混合物的温度为0°，而以人（他妻子）的体温为96°，此后，改为冰水混合物为32°（即冰点），而以水沸点的温度为212°，中间分为180等份，每一等份代表1度 第二章 温度测量概述 华氏温标的现况 现在说英语的国家，如英国、美国、加拿大、澳大利亚和印度等国多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。 摄氏和华氏温度换算 华氏 ℉(Fahrenheit)= ℃ * 9/5+32 摄氏