温度及温度测量、温标的定义和种类

  仪器网 ·  2012-07-14 23:39  ·  42950 次点击
一、温度及温度测量
温度是最基本的物理量之一,从宏观上来讲,温度是表示物体冷热程度的物理量.从分子运动论的概念来说,温度是度量分子运动平均动能大小的一个尺度。
物体的温度应该用专门的仪器—温度计来客观地进行测量,任何一种温度计的制造和使用都是基于以下这样一些物理概念:
1)物体的某些物理量,如体积、电阻、热电动势等的变化都和温度有一定的关系,也就是说随着温度的变化而变化,是温度的函数。
2)热平衡的诸物体具有相同的温度。一般温度计只能指示其本身的温度,当温度计与被测对象之间的热交换达到动平衡时,两者具有完全相同的温度。因此,可以用温度计的温度来表示被测对象的温度。
二、温标的定义和种类
要测量温度就必须给温度—物体的冷热程度以定“量”地描述,用一套科学的方法来给温度以确定的量就是建立温标。也就是说,温标就是温度的数值表示方法。
为了确定温度的数值,必须借助于另一个随温度变化而变化的物理量,最常见的是利用水银热胀冷缩的原理来指示温度,这就是玻璃水银温度计。为了确定温度的数值,还要先规定温度在一些点上的数值,这些点称为温标的定义固定点,例如历史上曾规定水沸点(在一个标准大气压下)为100℃,冰点则为0℃。有了温标的定义固定点,其他的温度才有了比较的标准,把水银温度计中水银面在水沸点的位置定为100℃,冰点的位皿定为0℃,中间等分为100格,1格就表示1℃,这就是早期的摄氏温标。这里假定水银面的高度和温度成正比,用公式表示就是[attach]50017[/attach]
这就是温标的插补公式。
从这个例子中可以看出温标必须包含有三个要素—定义固定点、标准温度计和插补公式。
温标分为经验温标和热力学温标。经验温标除上面所提到的摄氏温标外,还有华氏温标,见表2-1,
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摄氏温度和华氏温度的换算公式为[attach]50019[/attach]
由于水银温度计的汞柱高与温度的对应关系不符合线性规定(如在50℃时差近似1℃),另外由于不同的国家,不同的工厂所选用的玻璃不同,彼此间的温度数值不完全一致,在使用中就不可避免地出现混乱。除此之外经验温标范围有限,随着近代工业和科学技术的发展,经验温标是不能适应世界统一的科学的温标的要求。这就需要建立一种更加科学的温标,这种温标不是和某一种特定的温度计相联系,而是将温标(温度数值)和自然界的某一种客观规律相联系,在对前人温度测量经验总结的基础上,经过理论上的概括,人们终于找到了这种温标,即热力学温标。
来源:《现代工程检测及仪表》,转载请注明出处-仪器交易(www.cncal.com)

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