温度是国际单位基本物理量之一.人们习惯认为,热的物体温度高,冷的物体温度低,从而得出:温度是物体冷热程度的表示.但从这种简单方法去认识温度,难以得出正确的结论随着科学的发展,热力学和统计物理学的兴起.人们对温度的理解由定性发展到定量阶段,从而揭示了它的本质.
温度的本质
热力学是利用宏观方法研究热现象中物态转变和能量转换规律的一门科学,其中最重要的概念是热平衡.热力学第零定律:在三个热力学系统中,如果其中两个系统中每一个系统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.该定律表明一切互为热平衡的系统必定具有一个数值相等状态参量,此参量称为温度.它是系统是否与其他系统处于热平衡的标志.并能证明一切互为热平衡的系统都有相同的温度.
一,热力学(宏观)
如选择适当的系统作为标准温度计,使其与待测温度的系统或某支温度计处于同一热平衡状态.这时标准温度计的温度就等于等测系统或该温度计的温度.温度的测量不能直接进行,只能借助于随温度变化的其它物理量的变化间接地测量.
二,微观运动
由物理学理论可知,世界上所有的物体不论是固体,液体还是气体,均是由大量的作无规则运动的分子组成.而分子的这种无规则运动,依赖于物体内在运动.物体分子进行无规则运动时具有转动动能,移动动能,振动动能以及有分子间相互位置所决定的位能.物体分子的动能决定分子的热运动强度.物体分子运动的平均动能越大,物体就愈热,温度就愈高.反之如果物体内部分子运动的平均动能越小,物体就越冷,温度就越低.
从宏观的角度看,热状态表达了系统所含内能的多少,从微观的角度看,热状态也描述了物体内部分子无序运动的剧烈强度.一般来说温度是用来表征物体热状态的物理量.但任何物体的热状态都不是孤立的.无论热状态的保持还是热状态的改变,都需要与周围的物体进行热交换,达到热平衡来实现.所以温度是用来表征系统热平衡状态的物理量.
如何校准温度计
温标
温标的建立
温标是温度的量值表示方法.建立温标就是采用一套方法和规则来定义温度的数值.温标的建立应具备三个条件(三要素):固定点,测温仪器,内插公式.
1.固定点:在通常条件下物质有三种状态即气态,液态,和固态.这三种状态也称为三相.相是系统中物理和化学性质完全均匀的部分,这是物质分集结盟的特定形式.在特定的温度和压力下,一种相可能转变为另一种相.称为相变.物质在相变过程中,会呈现二态或三态共存.而温度恒定不变.物质不同相之间的可复现的平衡温度称为固定温度点,简称固定点.要建立一个温标,首先要选定固定点,并规定其温度数值,其他温度才能与之比较确定数值.
2.测量仪器:固定点确定后,要选一实现温标的仪器.
3.内插公式:用来确定任意点温度值的数学关系式,称为内插公式,也是用来描述固定点间温度值的函数关系.如y=kt=c.
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