[理学]第一章导论2.pptVIP

§1.4 温度与温度计 §1.4.1 温度 (temperature) 温度的初级定义： ? 温度是表示物体冷热程度的物理量。 这个朴素的温度概念来自于日常生活，冷热 的感觉靠身体触摸。 是对温度的最通俗、最早 的宏观描述。 §1.4.2 热力学第零定律 一、几个名词： A B 绝热壁、 导热壁、 热接触、 热平衡 A B 绝热壁 导热壁 各自独立 互相影响 用导热壁隔开而进行热接触的系统，经一段时 间后到达共同的平衡态称系统达到热平衡。 实验事实： A B C A B A、B分别与C达热平衡 C A、B互为热平衡 如果两个系统中的每一个都与第三个系统处于 热平衡，则它们彼此也必定处于热平衡。 这一规 律叫热力学第零定律。 二、热力学第零定律： (Zeroth law of thermodynamics) 说明什么？ 宏观性质 热运动状 态的特征 决定 热接触 热平衡 宏观性质有 相同量值 温度是决定两系统热平衡性质的物理量。 温度的定义： 温度的特征： ? ? 一切互为热平衡的系统都具有相 同的温度。 三、热力学第零定律的意义： 1.简单的事实上升为定律； 2.给出了温度的严格定义； 3.成为测温学的基础。 §1.4.3 温标 一、温标的建立： 1.温度计(thermometer) 温度计的发明者是加利略（无刻度且与气压 变化有关）— 验温器。 ? 最早的温度计是水银温度计 摄耳修斯温度计 华伦海温度计 测水温 冰点： 沸点： 等分： 冰点： 沸点： 等分： 两种温度计之间的关系为： ? 建立温标的三要素 a.选择测温物质和测温属性； b.选定固定点(选标准点，并 规定其数值)； c.规定测温属性随温度变化的关系(分度)。 1.温标(temperature scale) 温度的数值表示法叫温标。 ? 定容气体温度计 a.测温物质－气体(B泡体内)，测温属性－压强； b.固定点－水的三相点温度(triple point) 水的三相点：纯水、纯冰、蒸气共存的点 三相点对应的压强为 (可测) c.规定测温属性 (p) 随温度的变化关系为 确定 定容气体温标 ? 用此温度计测得: 水 冰点: 沸点: 100等分 与摄氏温标比较得 ? 以上温标的特点是温标依赖于测温物质称为经 验温标。 二氧化碳 水银 铂-铂铑 热电偶 铂电阻 以氢定体容温度计为校准的校准曲线 二、理想气体温标(perfect gas scale) 实验表明 当测温泡B内的气体压强 p 0 (稀薄气体)时, 无论何气体, 都有共同的极限值(P15 图1.5)。 — 理想气体温标 适用范围：远离液化温度。 由此定义温标： 三、摄氏温标、华氏温标与兰氏温标： 摄氏温标与华氏温标的关系： 摄氏温标与兰氏温标的关系： 华氏温标与兰氏温标的关系： 四、热力学温标： (thermodynamic scale of temperature) 这是一种理论温标，与任何测温物质的测温属 性无关，在任何温度下适用。 符号：T 单位：开(开尔文) ，国际代号：K 理想气体温标在其适用范围内与热力学温标相等 ? ? 热力学温标与摄氏温标的关系： 五、国际实用温标： 实际上，为了在扩大的温度范围内标定各种实 际的温度计，国际上按接近热力学温标的数值规 定了一些温度的固定点。 一些实际的温度值 激光管内正发射激光的气体 0K(负温度) 宇宙大爆炸后的10－43s 1032K 氢弹爆炸中心 108K 实验室内已获得的最高温度 6?107K 太阳中心 1.5 ?107K 地球中心