热力学温度的介绍

作者&投稿:晁侮 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
热力学温度的介绍~

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(absolute temperature)。单位是“开尔文”,英文是“Kelvin”简称“开”,国际代号“K”,但不加“°”来表示温度。开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。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(K)=273.15+t(℃)。规定热力学温度的单位开(K)与摄氏温度的单位摄氏度(℃)的平均值完全相同。所以△T K = △T ℃在表示温度差和温度间隔时,用K和用℃的值相同。所以很多人经常会写1K=1℃ ,这是绝对错误的示范!

热力学温度,开尔文度,用K表示
0K即绝对零度,在此温度下粒子布朗(热)运动停止(但还存在零点能,电子振动能级不为0)
其它和摄氏度没有区别,只是0K=-273.15°C,是为了热力学理论研究而设立的,也是标准单位
不存在负的热力学温度,如若出现,能级将倒转,电子在高能级会比在低能级稳定,违背物理学基本原理

  1. 热力学温度,又叫热力学温标,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。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,此时的固定点也就是系统内部完全达到平衡状态,在宏观上没有变化,而满足平衡状态的充要条件是:力学平衡,热平衡,相平衡,和化学平衡(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)。此时的固定点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。

  2. 工程热力学中提到的绝对温度,都是绝对温度零度以上的正绝对温度。但是,在20世纪50年代以后,在核磁共振和激光效应的研究,发现核自旋系统和激光系统中,粒子只具有基态和激发态两种能量形态。在正绝对温度条件下,基态的粒子数多于激发态的粒子数。但是,在核自旋系统和激光系统中则相反,激发态的粒子数却超过了基态的粒子数。根据玻尔兹曼的粒子分布函数表示式,如果激发态粒子(原子或分子)数大于基态的粒子数,则绝对温度应该为负值,即能够出现负的绝对温度。这是由于根据玻尔兹曼的粒子分布函数表达式,当绝对温度高于无穷大时,才能实现激发态粒子数超过基态的粒子数,才能出现负绝对温度。也就是说,负绝对温度系统的能量大于无穷大绝对温度的能量,导致负绝对温度实际上高于正绝对温度。经典热力学中的温度没有最高温度的概念,只有理论最低温度“绝对零度”。热力学第三定律指出,“绝对零度”是无法通过有限次步骤达到的。在统计热力学中,温度被赋予了新的物理概念——描述体系内能随体系混乱度(即熵)变化率的强度性质热力学量。由此开创了“热力学负温度区”的全新理论领域。通常我们生存的环境和研究的体系都是拥有无限量子态的体系,在这类体系中,内能总是随混乱度的增加而增加,因而是不存在负热力学温度的。而少数拥有有限量子态的体系,如激光发生晶体,当持续提高体系内能,直到体系混乱度已经不随内能变化而变化的时候,就达到了无穷大温度,此时再进一步提高体系内能,即达到所谓“粒子布居反转”的状态下,内能是随混乱度的减少而增加的,因而此时的热力学温度为负值!但是这里的负温度和正温度之间不存在经典的代数关系,负温度反而是比正温度更高的一个温度!经过量子统计力学扩充的温标概念为:无限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度,有限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度=负无穷大温度<负温度<负绝对零度。正、负绝对零度分别是有限量子态体系热力学温度的下限和上限,均不可通过有限次步骤达到。

  3. 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/273.15)=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正比。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。

                            




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(absolute temperature)。
单位是“开尔文”,英文是“Kelvin”简称“开”,国际代号“K”,但不加“°”来表示温度。开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。
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(K)=273.15+t(℃)。
规定热力学温度的单位开(K)与摄氏温度的单位摄氏度(℃)的平均值完全相同。所以△T K = △T ℃
在表示温度差和温度间隔时,用K和用℃的值相同。所以很多人经常会写1K=1℃ ,这是绝对错误的示范!



绝对零度是一个理论上的温度,在实际中不可能达到。因为根据量子力学...
答:热力学温度又被称为绝对温度,是热力学和统计物理中的重要参数之一。一般所说的绝对零度指的便是0K,对应零下273.15摄氏度。热力学温标是由威廉·汤姆森,第一代开尔文男爵于1848年利用热力学第二定律的推论卡诺定理引入的。它是一个纯理论上的温标,因为它与测温物质的属性无关。符号T,单位K(开尔文...

热力学温度的介绍
答:经过量子统计力学扩充的温标概念为:无限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度,有限量子态体系:正绝对零度<正温度<正无穷大温度=负无穷大温度<负温度<负绝对零度。正、负绝对零度分别是有限量子态体系热力学温度的下限和上限,均不可通过有限次步骤达到。早在1787年法国物理学家查理(J.Charles)...

物理题:什么是热力学温度?它与摄氏温度的关系.急!!!
答:热力学温度是热力学中对温度的一种定义,其实就是打算用一种都是正数表示的温度方法。、由于现在普遍认为-273.15℃是我们能达到的极限低温,就用这个温度定义热力学温度的0度(热力学温度的单位是开尔文,用字母k表示),因此可以表示为 T=273.15+t 其中T表示热力学温度t表示摄氏温度 热力学温度没...

热力学温度介绍
答:热力学温度是国际单位制(SI)的七个基本量之一,它的标度符号为T。它基于热力学原理,使用国际实用温标进行测量。在过去的称谓中,它曾被称为绝对温度。热力学温度的基本单位是开尔文(Kelvin),简称“开”,国际代号为“K”,与摄氏度(℃)不同,开尔文的命名是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin。绝...

热力学温度是怎么确定的?
答: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。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、...

绝对温度的概念
答:热力学温度又称开尔文温度,或称绝对温度,符号为K。绝对零度时的温度定义为0K。冰水混合物的温度为摄氏0度,定义为273.15K。水在标准大气压下结冰的温度,即摄氏温度0℃,或华氏温度32℉,相当于热力学温度273.16K 绝对温度的原理 一定质量的气体等压膨胀时,在常温下其V-t图线为一条不过坐标原点...

热力学的第零定律和温度
答:温标按其标定温度方法的不同,可分为经验温标、理想气体温标和热力学温标。经验温标规定,标志温度变化的物理量与温度之间满足线性关系,具有使用方便和读数快等优点,但规定线性关系有很大的任意性,结果是使用不同温度计测量同一温度的数值并不相同,这是经验温标的主要缺点。用理想气体温标标定的温度数值与...

k 在温度中代表什么意思
答:k是热力学温度单位,又叫热力学温标,符号T,单位K(开尔文,简称开)。由爱尔兰第一代开尔文男爵(Lord Kelvin)威廉·汤姆森发明,其命名依发明者头衔为Kelvins,符号是K,但不加“°”来表示温度。1927年,第七届国际计量大会将热力学温标作为最基本的温标,开尔文是国际单位制七个基本量纲之一。早在...

宇宙中最低温度为什么是零下273摄氏度 宇宙中最低温度介绍
答:1、绝对零度是热力学的最低温度,但此为仅存于理论的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标定义的零点。0K等于摄氏温标零下273.15度。物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。2、根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,粒子动能越高,物质温度就越高。理论上,若粒子动能低到量子...

热力学温度的单位
答:热力学温度的单位:在国际单位制(SI)中,热力学温度的单位是开尔文(K)。开尔文是绝对温标的单位,绝对零度被定义为0K,表示完全没有热运动的状态。开尔文与摄氏度之间的转换关系为:1K=1℃+273.15。知识拓展:1.热力学温度的定义:热力学温度是描述物质热平衡状态的一个概念。它反映了物质内部分子...