热力学基本概念与定律13热力学第零定律.pptxVIP

第1章热力学基本概念与定律1.3.1对温度的认识温度是七个SI基本单位之一，是其中最为特殊的一个，因为它不像其它六个一样有明确而直观的物理意义。那么，温度是什么？1.3热力学第零定律

第1章热力学基本概念与定律1.3热力学第零定律温度的概念最早来自于人们日常生活中物体冷热程度的生理感觉的一种描述，既：感觉热的物体温度高，反之温度就低。但这种感觉有时是靠不住的，如：用手摸处于同一温度下的铁块和棉花的感觉？冷热两手于同一温水中的感觉？液氮滴在皮肤上的感觉？等。因此，必须对温度有严格而科学的定义，并可进行客观的测量。这是一个历史的过程。1.3.1对温度的认识

第1章热力学基本概念与定律1.3热力学第零定律所谓热平衡是指两个或多个物体（系统）通过导热壁相接触后所呈现的一种平衡态。1.3.2热平衡规律人们从大量的经验事实发现：若两个系统(A和B)分别和处于确定状态的第三个系统(C)达到热平衡，则这两个系统(A和B)彼此也将处于热平衡（不管A和B是否真正接触）。这个结论称为热平衡的互通性，也称热力学第零定律。

第1章热力学基本概念与定律1.3热力学第零定律1.3.3温度的概念当两个系统处于热平衡时，就意味着这两个系统必定具有某一个共同的物理性质处于相同的水平，既：则?就可称为温度。既：两个处于热平衡的系统有一个性质是相同的，表征这个性质的物理量称为温度。

第1章热力学基本概念与定律1.3热力学第零定律1.3.3温度的概念温度的两个特点：趋于相等性；互通性。据其第二个特点，若将C系统当作一个标准，就能比较A和B系统的温度的大小。这个做标准的C系统就是温度计。因此，热力学第零定律是建立温度概念的基础，又是测量温度的理论和实验依据。但实现温度的测量又与热力学第二定律有关。

第1章热力学基本概念与定律1.3.4温标温度的数值表示方法称为温标。温标是由温度计来实现的。温标的建立是人们对温度概念认识的深入和测量温度方法不断进步的历史过程。1.3热力学第零定律

1.3.4温标经验温标建立经验温标的三要素：选择测温物质及测温属性；规定测温属性与温度的变化关系；选定标准定义。历史上建立的温标很多，目前仍在广泛使用的有：华氏温标(Fahrenheit,德,1714)：水银（长度或体积）；氯化铵-冰-水混合物规定为0oF,冰-水混合物规定为32oF；均分格，每格为1oF。用此温标测定水的正常沸点温度为212oF；人的体温约为100oF。1234

1.3.4温标华氏温度与摄氏温度的关系：摄氏温标(Celsius,瑞典,1742)：水银（长度或体积）；水的正常冰点规定为0oC,水正常沸点规定为100oC；均分格，每格为1oC。经验温标

1.3.4温标经验温标经验温标方程式：一切经验温标都是规定温度?与测温属性X之间成简单线形关系：?=?X+?若规定在Xi时对应温度?i；在Xb时对应温度?b；则有：则：

1.3.4温标因此测定的温度?与测温物质的属性X有关！但温度是系统自身的一种性质，本来与其它系统无关。对摄氏温标：?i=0oC;?b=100oC；则有：经验温标

1.3.4温标2.气体温度计及理想气体温标Boyle定律表明：（与气体种类无关）若用气体作成温度计，以为计温参量，则此参量与气体种类无关。这种温标称为理想气体温标。若以摄氏温标的刻度为标准，则：

1.3.4温标2.气体温度计及理想气体温标既：可见，理想气体温标实际上只要规定一个点即可。历史上，曾使用国际绝对温标，T(K):并规定（1954年前）：水的冰点为绝对温度的273.15K。因水的冰点随外压变化而改变，而水的三相点是完全固定的。因此。1954年之后规定：水的三相点为绝对温度的273.16K。

1.3.4温标3.热力学温标国际绝对温标还是与理想气体有关。能否建立一种完全不依赖测温物质，而只与系统本身的性质有关的温标呢？这在理论上是可行的。这样的温标就是热力学温标。由Carnot原理可知：（?1，?2分别为两热源的温度）上式表明：仅与两热源的温度有关，而与工作物质的性质无关。也就是：因为当?1和?2一定时，的值也一定，因此，就是两热源温度的一种客观反映。

1.3.4温标热力学温标01若规定水的三相点温度为273.16K,则：03实际上，热力学温标与国际绝对温标完全一致，都是通过理想气体温标来实现的。05因此，Kelvin定义这样的温度为热力学温度，既：02显然：T只与Q有关，但Q不是物质的属性。所以热力学温度不依赖某种