热学PPT绪论与第一章_2016.ppt

现具体选定液体(如水银、酒精、甲苯等)的体积为测度属性，将液体注入粗细均匀的玻璃管内，管中液面高度h的变化就标志着它体积的变化。令hi、hs分别表示液柱在冰点、汽点温度下的高度，则有： 这样，只要知道在某温度下液柱的高h，便可由上式算出此时的温度值。 华氏温标（Fahrenheit，符号为°F）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32°F，水的沸点为212°F，中间有180等份，每等份为华氏1度。 ?华氏温标 Fahrenheit Temperature Scale 气体温标在温度测量的理论和实践上有特别重要的作用。它必以气体为测温质，而测温属性X可以是定量定容气体之压强，或定量定压气体之容积，也可以是定量气体压强、容积之乘积。对于气体开尔文温标来说，其测温属性随温度变化的函数关系与摄氏温标的不同，是采用 现在具体地选定X为一定量定容气体的压强p，将上式写为： ?气体开尔文温标 Kelvin Temperature Scale 固定点: 水的三相点(纯水的气液固三相平衡共存时)的温度为: 273.16 ，其压强为: ptr 则有 所以有 单位：K ?问题： 气体温标测量结果随气体稀薄程度而变化，如何解决？ －理想气体温标 理想气体温标 是以气体温标为基础的。气体温度计测温中出现的规律性导致理想气体温标的建立。 在气体测温质压强趋于零的极限情况下的气体温标，就是理想气体温标，用理想气体温标定出的温度T与用定容或定压气体温标定出的温度T(P)或T(V)之间的关系是： ?理想气体温标 在同一温泡中先后充入不同质量的同一气体，然后测出不同质量气体分别在水的三相点及待测温度（例如水的正常沸点）时的压强 ptr和p，由 定出所对应的T（p）,然后作出 T( p)- ptr图形，将曲线延拓到 ptr→0时的数值就是所测出的温度。如图所示。 ?如何确定理想气体温标 摄氏温度 t 重新定义如下： t=T-273.15 式中T为理想气体温标定义的开尔文温度。摄氏温度 t 的单位仍然用℃。 ?273.15 K，273.16 K有什么不同？ ?与摄氏温标的关系 D G 101325 Pa 373 p T/K l g A C 2.2?107 Pa 647 s 273.16 610.62 Pa O 气液平衡 固液平衡 三相点 临界点 273.15 ?开尔文(Kelvin, Lord, 即William Thomson, 1824-1907)在热力学第二定律的基础上建立了热力学温标，它完全不依赖于任何测温物质及其物理属性，即脱离开经验温标的范畴 ?是理想化的理论温标 热力学温标 Thermodynamics Thermometric Scale ?从温标三要素知，选择不同测温物质或不同测温属性所确定的温标不会严格一致。 ?事实上也找不到一种经验温标，不能把测温范围从绝对零度覆盖到任意温度。应引入一种不依赖测温物质、测温属性的温标。正因为它与测温物质及测温属性无关，它已不是经验温标，因而称为绝对温标或称热力学温标。 ?国际上规定热力学温标为基本温标，一切温度测量最终都以热力学温标为准。 ?虽然热力学温标只是一种理想化的温标，但它却与理想气体温标是一致的。 ?只要在理想气体温标适用的范围内，热力学温标就可通过理想气体温标来实现。 ?几种主要测温方法 ?膨胀测温法 ?压力测温法 ?电磁学测温法 ?辐射测温法 以体积作为测温属性，如水银、酒精和双金属温度计。特点：测温范围较小。 以流体压强作为测温属性，如压力表式温度计、蒸气压温度计。 以电阻、电势差等作为测温属性，如电阻温度计、热电偶温度计。特点：测温范围广 以热辐射频率作为测温属性，如红外温度计。特点：测温温度高 ?状态方程 平衡态下的一均匀热力学系统，其状态参量与温度之间的函数关系叫该系统的状态方程或物态方程。 一般地，若描述系统的状态参量为(x1, x2,…, xn)，状态方程便是: T=f (x1, x2,…, xn) 或 F (x1, x2,…, xn, T)=0 不同系统在各自具体情况下，需要不同的状态参量来描述之，对于化学成份单一的气体和简单的液体、固体系统，只需要用状态参量压强P和体积V就行了，它们的状态方程则表示为 T=f (P,V) 或 F(P,V,T)=0 ?理想气体物态方程 玻意耳—马略特定律 Boyle-Marriot Law (Boyle, 1662; Mariott, 1679) : “对于一定质量的气体，在温度不变时，其压强P和体积V的乘积是一常数：PV=C ” 实际气体并不严格遵守这一定律，因为不同T时,C不一样 在温度不太低时，压强越低，符合得越好。 两个