巖土工程師基礎(chǔ)輔導(dǎo)：普通物理(4)

　　溫標(biāo)

　　―― 溫度的數(shù)值表示法

　　1、 經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

　　―― 在經(jīng)驗(yàn)上以某一物質(zhì)屬性隨溫度的變化為依據(jù)并用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行分度的溫標(biāo)。

　　以液體溫度計(jì)-攝氏溫標(biāo)為例

　　原理：利用液體的體積隨溫度改變的性質(zhì)制成的。即用液體的體積來(lái)標(biāo)志溫度。

　　選擇測(cè)溫物質(zhì)，確定測(cè)溫參量(屬性)

　　經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的三要素 選定固定點(diǎn)

　　進(jìn)行分度，即規(guī)定測(cè)溫參量隨溫度的變化關(guān)系

　　例：水銀溫度計(jì)

　　(1)水銀-測(cè)溫物質(zhì) 體積隨溫度變化-測(cè)溫屬性

　　(2)冰點(diǎn)-0攝氏度 汽點(diǎn)-100攝氏度

　　(3)確定測(cè)溫屬性(體積)隨溫度的變化關(guān)系：線性變化

　　課本P10 表1-1 幾種常用的溫度計(jì)

　　缺點(diǎn)：采用同一種溫標(biāo)，選取不同的測(cè)溫物質(zhì)(或同一種物質(zhì)的不同測(cè)溫屬性)來(lái)測(cè)量同一對(duì)象的溫度時(shí)，所得的結(jié)果也并不嚴(yán)格一致。

　　2、理想氣體溫標(biāo)

　　―― 標(biāo)準(zhǔn)溫標(biāo)(為了使溫度的測(cè)量統(tǒng)一)

　　氣體溫度計(jì)：

　　(1)定容氣體溫度計(jì)(氣體的體積保持不變，壓強(qiáng)隨溫度改變)

　　(2)定壓氣體溫度計(jì)(氣體的壓強(qiáng)保持不變，體積隨溫度改變)

　　理想氣體溫標(biāo)：

　　以氣體為測(cè)溫物質(zhì)，利用理想氣體狀態(tài)方程中體積(壓強(qiáng))不變時(shí)壓強(qiáng)(體積)與溫度成正比關(guān)系所確定的溫標(biāo)稱為理想氣體溫標(biāo)。

　　Ø 定容氣體溫度計(jì)

　　―― 定容氣體溫度計(jì)與待測(cè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度值

　　p ―― 用溫度計(jì)測(cè)得并經(jīng)修正的氣體壓強(qiáng)

　　a ―― 比例系數(shù)，根據(jù)選定的固定點(diǎn)來(lái)確定

　　固定點(diǎn)：水的三相點(diǎn)(純冰、純水和水蒸氣平衡共存的狀態(tài))273.16K

　　――氣體在三相點(diǎn)時(shí)的壓強(qiáng)

　　Ø 定壓氣體溫度計(jì)

　　――氣體在三相點(diǎn)時(shí)的體積

　　共同特點(diǎn)：用不同氣體建立的溫標(biāo)只有微小的差別，隨著氣體壓強(qiáng)的降低這種差別逐漸消失，而且在壓強(qiáng)趨于零時(shí)不同的溫標(biāo)趨于一個(gè)共同的極限值。

　　這個(gè)極限溫標(biāo)叫做理想氣體溫標(biāo)(氣體溫標(biāo))。

　　定義式： (體積V不變)

　　或 (壓強(qiáng)p不變)

　　缺點(diǎn)：對(duì)極低的溫度(氣體的液化點(diǎn)以下)和高溫(1000ºC是上限)就不適用。

　　理想氣體溫標(biāo)的最低溫度：1K

　　3、 熱力學(xué)溫標(biāo)

　　――完全不依賴于任何測(cè)溫物質(zhì)及其物理屬性。

　　熱力學(xué)溫度T ：?jiǎn)挝婚_爾文 K

　　熱力學(xué)溫標(biāo)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的理論溫標(biāo)，是通過理想氣體溫標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：

　　攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)的換算關(guān)系：

　　圖1-7 熱力學(xué)溫度、攝氏溫度和華氏溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系

　　4、 國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)ITS-90

　　國(guó)際溫標(biāo)的三要素：

　　① 定義固定點(diǎn);

　?、?規(guī)定在不同的待測(cè)溫度區(qū)內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀器;

　?、?給定在不同的固定點(diǎn)之間標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫儀器讀數(shù)與國(guó)際溫標(biāo)值之間關(guān)系的內(nèi)插求值公式。

　　ITS-90的優(yōu)點(diǎn)：

　　① 更接近于熱力學(xué)溫度

　?、?將最低溫度擴(kuò)展到0.65K

　　③ 在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，改進(jìn)了連續(xù)性、精度和再現(xiàn)性

　?、?在某些溫度范圍內(nèi)，對(duì)分區(qū)重復(fù)定義的處理方便了使用

　?、?消除了大多數(shù)以沸點(diǎn)定義的固定點(diǎn)。

　　膨脹測(cè)溫法：玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)

　　壓力測(cè)溫法：壓力表式溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)

　　實(shí)用溫度計(jì)簡(jiǎn)介 電磁學(xué)測(cè)溫法：電阻溫度計(jì)、溫差熱電偶溫度計(jì)、半導(dǎo)體溫度計(jì)、頻率溫度計(jì)

　　聲學(xué)測(cè)溫法：聲學(xué)溫度計(jì)、噪聲溫度計(jì)

　　輻射測(cè)溫法：光學(xué)高溫計(jì)、比色高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)

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