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11-1温度和热平衡
11-1溫度與熱平衡 熱平衡 溫度 溫度的測量 溫度計及測溫性質 溫標與溫度的換算 例題11-1 例題11-2 定容氣體溫度計 絕對溫標 克氏與攝氏溫標的換算關係 例題11-3 熱平衡 當孤立的兩個物體互相傳熱時，經過一段時間，兩物體的宏觀性質（可經由實驗直接測得的物理量，例如壓力、體積等）將不再變化，這時我們說這兩物體達到「熱平衡」狀態。 當A、B兩物體分別與C物體處於熱平衡狀態，則A物體與B物體之間也會處於熱平衡狀態。為「熱力學第零定律」。 溫度 由「熱力學第零定律」得知，所有彼此處於熱平衡狀態的物體，其冷熱程度是相同的，我們以「溫度」表示之。 我們僅憑感覺來表達冷熱程度，不僅測量範圍狹窄，而且無法獲得準確一致的結果。因此我們必須尋求隨冷熱變化明顯的物質製成溫度計，作為表示冷熱程度的客觀標準。 溫度的測量 測量溫度的基本原理，便是利用熱力學第零定律。 測溫性質：物體溫度發生改變時，其許多特性會隨之變化，這些會反應物體溫度的物理量稱為「測溫性質」。 溫度計：利用測溫性質可以作成測量溫度的工具。 溫標：標示溫度數值的尺度，常用的溫標有攝氏、華氏和克氏。 溫度計及測溫性質 溫標與溫度的換算 攝氏溫標：1atm下，純水的冰點與沸點分別為0℃及100℃。 華氏溫標：1atm下，純水的冰點與沸點分別為32?F及212 ?F 。 兩溫標的換算關係為 定容氣體溫度計 法國人查理與給呂薩克從實驗中發現：當球泡內定量氣體密度甚低且體積保持不變時，其壓力 p 與攝氏溫度 t 成線性關係，改變氣體種類或質量時結果亦然。 各直線外插之延長線，在 x 軸之截距相交於同一點，該點溫度為－273.15℃。 絕對溫標 1848年，克耳文爵士建議將－273.15℃ (理論中的最低溫度) 定為克氏零度，記為0K，而將0℃定為273.15K，此種溫標稱為克氏溫標，又稱熱力學溫標。 以克氏溫標表示的溫度，稱為克氏溫度。 定容的查理－給呂薩克定律：密閉容器中的低密度氣體，若氣體體積維持不變，其壓力與克氏溫度成正比。T1 / T2 = p1 / p2 1954年國際度量衡大會中決定，選取水在三相點的溫度273.16K作為定點溫度。待測溫度 T 應具有以下關係 克氏與攝氏溫標的換算關係 克氏與攝氏溫標的換算關係為 T＝273.15＋t * TC TF *
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