热力学温度

  仪器信息网 ·  2009-03-09 19:20  ·  37245 次点击
thermodynamictemperature
国际单位制(SI)的7个基本量之一,热力学温标的标度,符号为T。根据热力学原理得出,测量热力学温度,采用国际实用温标。
热力学温度旧称绝对温度(absolutetemperature)。
单位是“开尔文”,英文是“Kelvin”简称“开”,国际代号“K”。开尔文是为了纪念英国物理学家LordKelvin而命名的。
国际实用温标是以国际上所通过的一系列纯物质的固定点(如平衡氢三相点、平衡氢沸点、氧三相点、水三相点、锡凝固点等)作为基准用于标定规定的基准温度计(如铂电阻温度计和铂-10%铑/铂热电偶等)并给出相应的内插公式用于测定温度。
以绝对零度(0K)为最低温度,规定水的三相点的温度为273.16K,开定义为水三相点热力学温度的1/273.16。
摄氏度为表示摄氏温度时代替开的一个专门名称。而水的三相点温度为0.01摄氏度。因此热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T=t+273.15。
规定热力学温度的单位开(K)与摄氏温度的单位摄氏度(℃)完全相同。1K=1℃。在表示温度差和温度间隔时,用K和用℃的数值相同。
热力学温度,又叫热力学标温,符号T,单位K(开尔文,简称开)。
早在1787年法国物理学家查理(J.Charles)就发现,在压力一定时,温度每升高1℃,一定量气体的体积的增加值(膨胀率)是一个定值,体积膨胀率与温度呈线性关系。起初的实验得出该定值为气体在0℃时的体积的1/269,后来经许多人历经几十年的实验修正,其中特别是1802年法国人盖"吕萨克(J.L.Gay-Lussac)的工作,最后确定该值1/273.15。将上述气体体积与温度的关系用公式来表示,形式如下:
V=V0(1+t/237.15)=V0(t+273.15)/273.15
式中V是摄氏温度为t/℃时的气体体积。若定义t+273.15≡T(于是0℃+273.15=T0),上述关系就可以用形式更简单的公式来表达:V/T=V0/T0,进一步看,V1/T1=V0/T0,V2/T2=V0/T0,……,自然有V1/T1=V2/T2,即在任何温度下一定量的气体,在压力一定时,气体的体积V与用T为温标表示的温度成反比。这叫做查理-盖"吕萨克定律。事实上这种关系只适用于理想气体。为此,人们起先把T称为理想气体温度(温标),又叫绝对温度(温标)。在热力学形成后,发现该温标有更深刻的物理意义,特别是克劳修斯(Claosius)和开尔文(Kelvin)论证了绝对零度不可达到,便改称热力学温度(温标),并用Kelvin第一个字母K为其单位。
物体的温度是构成物体的大量微粒运动(热运动)的激烈程度的宏观体现。例如由单原子分子构成的气体的大量分子的平均动能Ek与它的温度T的关系经统计热力学理论推导为:
E(—)k=3/2kT
其中k=1.391×10-23J/K,被称为玻尔兹曼(Boltzmann)常量,等于气体常量R与阿伏加德罗常量N0之比。

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