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热力学温标和摄氏温标 摄氏度符号


热力学温标和摄氏温标 摄氏度符号

文章插图
摄氏符号(热力学温标和摄氏温标)
热力学温标的定义要用热力学第二定律 。我们先直接引用 ， 然后在后面几页严格证明 。热力学温标给出了一个绝对零度 ， 这个最低温度只能无限接近 ， 而不能达到(即热力学第三定律) 。
在国际温标中 ， 热力学温度T的单位是开尔文(kai) ， 符号为K ， 定义为水三相点热力学温度的1/273.16 。这种水的冰点是273.15K ， 因此定义了摄氏度:
t/℃=T/K-273.15
温度的单位是摄氏度 ， 等于开尔文 ， 符号是℃ 。
我们在前面的状态方程中使用的所有温度都是热力学温度 。
理想气体温标示意图
热力学标度定义的温度只是理论上的 ， 很难在实验上实现 。定容气体温度计测量温度的原理是利用理想气体的状态方程 。
pV=nRT ， T=pV/nR
气体充入体积为V0的气泡中 ， 气泡与被测物体保持良好的热接触 。充气量N已知 ， 只要测出气体压力P ， 温度T就知道了 ， 但此时得到的温度不是我们所要求的 。因为用了理想气体的物态方程 ， 所以使得p→0 。在实验中 ， 我们可以逐渐减小充气量N ， 并测量逐渐减小的压力p 。从p1、p2、p3、... ， 我们可以得到T1 ， T2 ， T3 ， ... ， 在P-T图上画一条直线 ， 延伸到p→0 。温度轴上的焦点是要测量的温度“T” 。
摄氏温标建立在热力学温标之前 ， 冰点为0℃ ， 沸点为100℃ ， 中间平分 。温度的符号是T ， 单位是℃ 。1966年 ， 国际计量大会重新定义了摄氏温标 ， 并从热力学温标衍生而来 。
t/℃=T/K —273.15
这样 ， 我们使摄氏温标与热力学温标一致 。在国际标准上 ， 只使用上述两种温标 ， 但有些国家仍使用另一种温标——华氏温标 ， 其单位为华氏 ， 符号为℉,与摄氏温度的关系为
tF/℉=9/5 t/℃ + 32
因为用等容气体温度计直接实现热力学温度在技术上是非常困难的 ， 只有少数几个国家能做到 。为了在信息资源网上有一个各国都能接受的一致的测温标准 ， 国际计量大会从1927年开始制定国际温标 ， 几经修改 ， 现在使用1990年的国际温标 。

1990年国际温标将热信息资源网的机械温度和摄氏温度定义为我们之前的方法 ， 温标的最低温度为0.65K K ， 国际温标通过定义的17个固定点、不同温区的温度计以及测温属性与温度的关系来定义温标 。在0.65K到5.0K之间 ， 氦三、氦四蒸气压温度计及其蒸气压和温度点用内插法公式标定和定义:在平衡氢(13.803K)和银的凝固点(1234.93K)的信息资源网之间 ， 铂电阻温度计在一组固定点标定 ， 用正在进行的内插法公式定义；银的凝固点由光学高温计、固定点和普朗克辐射定律确定 。
有了国际温度标准 ， ITS-90可以在所有国家出现 ， 然后传输到全国 。
0.65K以下没有国际温标 ， 当然人们希望有一个一致认可的温标 ， 一直到低得多的温度 。从目前的研究情况来看 ， 可能会选取一些固定点 ， 比如超导体的零磁场转变点 。

今天的温标介绍到此结束 。希望大家继续关注老郭的热力学系列文章 ， 让我们一起努力 ， 一起学习 ， 一起探讨 。说到我要重点讲的部分 ， 我会在文章里给大家解释 ， 我们可以为感兴趣的伙伴成立一个研究小组 。呵呵 ， 我们现在最需要的是一个会解场方程的好数学助手 。
【热力学温标和摄氏温标 摄氏度符号】


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