熱力學溫度詳細資料大全

熱力學溫度詳細斐料大全

熱力學溫度，又稱開爾文溫標、絕對溫標，簡稱開氏溫標，是國

際單位制七個基本物理量之一，單位為開爾文，簡稱開，（符號為K）,

其描述的是客觀世界真實的溫度，同時也是制定國際協(xié)定溫標的基礎(chǔ),

是一種標定、量化溫度的方法。

熱力學溫度又被稱為絕對溫度，是熱力學和統(tǒng)計物理中的重要參

數(shù)之一。一般所說的絕對零度指的便是0K,對應(yīng)零下273.15攝氏度。

基本介紹

.中文名：熱力學溫度

?外文名：thermodynamictemperature

.符號：T

?單位：開爾文

?提出者：威廉?湯姆遜

?絕對零度：理論最低溫度

介紹，熱力學溫度與攝氏度換算，本質(zhì)，由來，測定方法，負熱力學溫度，

介紹

熱力學溫標是由威廉?湯姆森，第一代開爾文男爵于1848年利用

熱力學第二定律的推論卡諾定理引入的。它是一個純理論上的溫標，

因為它與測溫物質(zhì)的屬性無關(guān)。符號T,單位K（開爾文，簡稱開）。

國際單位制（的個基本量之一，熱力學溫標的標度，符號為

SI）7To

根據(jù)熱力學原理得出，測量熱力學溫度，采用國際實用溫標。熱力學

溫度舊稱絕對溫度（單位是“開爾文"，

absolutetemperature）0

英文是"Kelvin"簡稱"開"，國際代號"K",但不加"?！眮肀硎緶?/p>

度。開爾文是為了紀念英國物理學家LordKelvin而命名的。以絕對零

度（0K）為最低溫度，規(guī)定水的三相點的溫度為273.16K,開定義為

水三相點熱力學溫度的1/273.16。攝氏度為表示攝氏溫度時代替開的

一個專門名稱。而水的三相點溫度為0.01攝氏度。因此熱力學溫度T

與人們慣用的攝氏溫度的關(guān)系是規(guī)定熱力

t:T（K）=273.15+t（℃）0

學溫度的單位開（K）與攝氏溫度的單位攝氏度（°C）的平均值完全相同。

所以在表示溫度差和溫度間隔時，用和用。的值相

VK=7℃oKC

同。2018年11月16日，國際計量大會通過決議，1開爾文將定義

為”對應(yīng)玻爾茲曼常數(shù)為1380649xl0-23JK-l（1.380649x10-

23kg皿2$-2長1）時的熱力學溫度”。

熱力學溫度與攝氏度換算

表達式為：T=t+273.15OCT是熱力學溫標t是攝氏溫標它的由來

是這樣的：一定質(zhì)量的氣體在體積不變的情況下溫度每升高（或降低）

1℃增加（或減少）的壓強值等于它在0℃時壓強的1/273用公式表

示為p=p0（l+t/273）其中p0是0℃時氣體的壓強后來開爾文引入了

"絕對零度”的概念即溫度到達0K即-273T氣體便停止了一切的運

動后來它被推廣到了T=t+273.15℃

本質(zhì)

經(jīng)典熱力學中的溫度沒有極限高溫度的概念，只有理論最低溫度

"絕對零度"。熱力學第三定律指出，"絕對零度"是無法通過有限

次步驟達到的。在統(tǒng)計熱力學中，溫度被賦予了新的物理概念——描

述體系內(nèi)能隨體系混亂度（即牖）變化率的強度性質(zhì)熱力學量。由此

開創(chuàng)了"熱力學負溫度區(qū)"的全新理論領(lǐng)域。通常我們生存的環(huán)境和

研究的體系都是擁有無***子態(tài)的體系，在這類體系中，內(nèi)能總是隨

混亂度的增加而增加，因而是不存在負熱力學溫度的。而少數(shù)擁有有

***子態(tài)的體系，如雷射發(fā)生晶體，當持續(xù)提高體系內(nèi)能，直到體系混

亂度已經(jīng)不隨內(nèi)能變化而變化的時候，就達到了無窮大溫度，此時再

進一步提高體系內(nèi)能，即達到所謂“粒子布居反轉(zhuǎn)”的狀態(tài)下，內(nèi)能

是隨混亂度的減少而增加的，因而此時的熱力學溫度為負值！但是這

里的負溫度和正溫度之間不存在經(jīng)典的代數(shù)關(guān)系，負溫度反而是比正

溫度更高的一個溫度！經(jīng)過量子統(tǒng)計力學擴充的溫標概念為：無***

子態(tài)體系：正絕對零度（正溫度（正無窮大溫度，有***子態(tài)體系：正

絕對零度<正溫度<正無窮大溫度=負無窮大溫度（負溫度<負絕對零度。

正、負絕對零度分別是有***子態(tài)體系熱力學溫度的下限和上限，均

不可通過有限次步驟達到。

由來

開爾文是因英國科學家開爾文姓氏而得名的熱力學溫度單位。

1848年，英國科學家威廉?湯姆遜首先提出"熱力學溫度”理論，并很

快得到國際上的承認。1854年，威廉?湯姆遜提出，只要選定一個固定

點，就能確定熱力學溫度的單位。早在1787年法國物理學家查理

(J.Charles)就發(fā)現(xiàn)，在壓力一定時，溫度每升高1℃,一定量氣體

的體積的增加值(膨脹率)是一個定值，體積膨脹量與溫度呈線性關(guān)

系。起初的實驗得出該定值為氣體在0℃時的體積的1/269,后來經(jīng)許

多人歷經(jīng)幾十年的實驗修正，其中特別是1802年法國人蓋?呂薩克

(J.LGay-Lussac)的工作，最后確定該值1/273.15。將上述氣體體

積與溫度的關(guān)系用公式來表示，形式如下：V=Vo(l+t/273.15)=V

o(t+273.15)/273.15式中V是攝氏溫度為t/T時的氣體體積。若定

義t+273.15三T(于是0℃+273.15=T0),上述關(guān)系就可以用形式更

簡單的公式來表達:V/T=Vo/To,進一步看,Vi/Ti=Vo/To,V2/T

2=Vo/To,自然有Vi/Ti=V2/T2,即在任何溫度下一定量的氣體，

在壓力一定時，氣體的體積V與用T為溫標表示的溫度成正比。這叫

做查理-蓋?呂薩克定律。事實上這種關(guān)系只適用于理想氣體。為此，人

們起先把T稱為理想氣體溫度(溫標)，又叫絕對溫度(溫標)。在

熱力學形成后，發(fā)現(xiàn)該溫標有更深刻的物理意義，特別是克勞修斯

(Claosius)和開爾文(Kelvin)論證了絕對零度不可達到，便改稱

熱力學溫度(溫標)，并用Kelvin第一個字母K為其單位。物體的溫

度是構(gòu)成物體的大量微粒運動(熱運動)的激烈程度的巨觀體現(xiàn)。

測定方法

當前，主要的熱力學溫度測定方法有：定壓氣體溫度計法、氣體

聲學溫度計法、輻射溫度計法(包括光譜福射溫度計和全福射溫度

計)、介電常數(shù)溫度計法、噪聲溫度計