內容目錄第一部分基本概念第二部分溫標的發展第三部分溫度計的分類與特點內容目錄第一部分基本概念1一、基本概念1、溫度溫度是表示物體冷熱程度的物理量。溫度是決定一系統是否與其它系統處于熱平衡的物理量，一切互為熱平衡的物體都具有相同的溫度。溫度與分子平衡動能相聯系，它標志著物體內部分子無規則運動的劇烈程度。

一、基本概念1、溫度2◆溫度雖然與我們日常生活息息相關，但從古至今好長一段時間，沒有人知道什么是“溫度”，人們卻把它和“熱量”混淆起來。

◆真正溫度的概念誕生也是人們清楚地區分這兩個概念。

◆現在人們從宏觀和微觀兩個方面對溫度進行了詳細解釋。

◆溫度雖然與我們日常生活息息相關，但從古至今好長一31.1宏觀解釋

◆熱力學第零定律解釋為：如果兩個系統中每一個系統都與第三個系統處于熱平衡，則它們彼此也必定處于熱平衡。

◆在描述平衡系統熱狀態的熱力學參量中，其中一個參量具有特殊的性質，即它在相互處于熱平衡的不同系統中具有相同的值，這個參量稱為“溫度”。

◆一切互為熱平衡的系統都有相同的溫度。

◆溫度是表示物體冷熱程度的物理量。

◆它是一個強度量，而且是一個與廣延量無關的強度量。1.1宏觀解釋

◆熱力學第零定律解釋為：如果兩個系統中每一41.2微觀解釋

理想氣體分子模型：

a、分子本身的大小比起它們之間的平均距離可忽略不計；

b、除了短暫的碰撞過程外，分子間的相互作用可忽略；

c、分子間的碰撞是完全彈性的。

1.2微觀解釋

理想氣體分子模型：

a、分子本身的大小比5◆當兩理想氣體分子（質量為M和m，速度為V和v）相互碰撞時，我們得到分子之間的動能轉移量：

△ε∝

若M類分子平均動能大于m類分子，△ε>0，動能由前者傳給后者；

若M類分子平均動能小于m類分子，△ε<0，動能由后者傳給前者；

若M類分子平均動能等于m類分子，△ε=0，動能交換為0，即兩類分子達到熱平衡。

◆當兩理想氣體分子（質量為M和m，速度為V和v）相互碰撞時，6◆熱量即熱運動的能量，△ε的正負決定了熱量傳遞的方向。按照熱力學第零定律，分子的平均動能在宏觀上具有溫度的特征。分子的平均動能正比于熱力學溫度

ε=T為熱力學溫度，K為比例常數。由此，從微觀上看，溫度表征著分子熱運動的平均動能。標志著物質分子熱運動的劇烈程度，溫度越高，分子熱運動越劇烈。=KT◆熱量即熱運動的能量，△ε的正負決定了熱量傳遞的方向。按照72、熱平衡

熱平衡是兩個均勻系之間的熱交換的平衡，也是動態平衡。熱交換是能量傳遞的一種方式。

3、熱力學溫標

以熱力學第二定律為基礎制定的溫標稱為熱力學溫標。

根據卡諾定理的推論可知，工作于兩個恒定熱源之間的一切可逆卡諾熱機的效率與工作介質無關，只與這兩個熱源的溫度有關，這樣定義的溫標稱為熱力學溫標。

2、熱平衡

熱平衡是兩個均勻系之間的熱交換的平衡，也是動8★熱力學第二定律：

克勞修斯說法（1850年）：不可能把熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化；

開爾文說法（1851年）：不可能從單一熱源取熱使之完全變為有用功而不產生其它影響。

★熱力學第二定律：

克勞修斯說法（1850年）：不可能把熱從94、溫標衡量溫度高低的標尺，它是描述溫度數值的統一表示方法（或定義方法）。★明確了溫度的單位、溫度定義固定點的數值，內插儀器和內插公式。★我國目前采用的溫標是1990年國際溫標，代號為ITS-90，簡稱90溫標。★它具有通用性和準確性，保證在不同地區或不同場合下測量相同的溫度具有相同的量值。★準確測量溫度，必須具備三個條件：合適的測溫物質；穩定的固定點；合理的分度方法。4、溫標105、三相點、水三相點

三相點：一個由單一的物質（純物質）組成的體系，當其三相（三種狀態）共存處于平衡時，這個體系將有確定的溫度和壓力，稱此狀態為三相點。水三相點：指水、冰、汽三相平衡共存時的狀態，水三相點的溫度值為273.16K,壓力值為609.14Pa。5、三相點、水三相點11

建立溫標的過程是十分曲折的，溫標的發展先后經歷了華氏溫標、攝氏溫標、標準氫溫標、理想氣體溫標、熱力學溫標、ITS-27溫標、ITS-48溫標、ITS-68溫標、ITS-76溫標、ITS-90溫標等。

二、溫標的發展建立溫標的過程是十分曲折的，溫標的發展先后12

18世紀時，人們只能依據測溫工質的某一特性隨溫度變化的關系來制定溫標，這種溫標通常稱為經驗溫標。例如，攝氏溫標和華氏溫標都依附于測溫工質（水銀）的性質。但工質的純度及其膨脹系數等都會影響溫標分度的準確性。1848年，開爾文根據卡諾循環原理提出了熱力學溫標。根據卡諾定理，用上述方法確定的溫度就避免了經驗溫標依附于測溫工質性質所產生的隨意性。現在采用的攝氏溫標和華氏溫標，實際上都已根據熱力學溫標賦予了新的概念，不再是以往的經驗溫標了。18世紀時，人們只能依據測溫工質的某一特性隨溫度變13

因為卡諾循環是不能實現的，所以熱力學溫標只是一種理論溫標。為了找到一種既符合熱力學溫標，又簡便實用的溫標，各國科學家經過努力，于20世紀20年代建立起一種與熱力學溫標相近的、復現準確度高、使用簡便的實用溫標，這就是國際實用溫標。自國際實用溫標建立起來，經過多次修訂，在逼近熱力學溫標方面已有了很大的提高。隨著科學技術的不斷發展，國際實用溫標還將繼續完善，以求最大限度地逼近熱力學溫標。因為卡諾循環是不能實現的，所以熱力學溫標只是一種理14

目前國際通用的溫標是1975年第15屆國際權度大會通過的《1968年國際實用溫標-1975年修訂版》，記為IPTS-68（Rev-75）。但由于IPTS-68溫標存在一定的不足，國際計量委員會在18屆國際計量大會第七號決議授權予1986年會議通過了1990年國際溫標ITS-90，ITS-90溫標替代IPTS-68。我國自1994年1月1日起全面實施ITS-90國際溫標。目前國際通用的溫標是1975年第15屆國際權度大會15

固定點溫標：ITS-27溫標、ITS-48溫標、ITS-68溫標、ITS-76溫標、ITS-90溫標等。歷次溫標固定點的演化：固定點從不穩定（沸點等）轉變成穩定點（三相點）固定點的準確度逐步提高（與熱力學溫度比）固定點的數量不斷增加溫度上下限不斷延伸

16溫標起源和經驗溫標1）華氏溫標◆第一個溫標是德國科學家華倫海特1724年創建的。◆溫度計：精密純水銀溫度計。◆分度：結冰的鹽水混合物溫度和人體血液的溫度為固定點，其間隔分為96°，并使用了第三個固定點，冰水混合物為32°。后來又把水沸點定為212°。◆單位“華氏度”，即作℉。◆這套測溫體系就是著名的華氏溫度。溫標起源和經驗溫標172）攝氏溫標◆攝氏溫標是瑞典天文學家攝氏修斯1742年建立的。◆單位“攝氏度”，即作℃，◆分度：冰點定為100度，沸點定為0度，后來他的同事斯特雷默（M.stromer）建議倒過來，把水的冰點定為0度，沸點定為100度。⊙華氏溫標和攝氏溫標的測溫物質、固定點和分度方法都是任意選定的，并且溫標三要素都與物質的選擇有關，一般稱為經驗溫標2）攝氏溫標183、ITS-90溫標

我國目前采用的溫標是1990年國際溫標，代號為ITS-90,簡稱90溫標。溫度單位：1990國際溫標（ITS-90）,該溫標中規定了熱力學溫度是基本溫度，符號為T，其單位為開爾文，符號為K。開爾文等于水三相點的熱力學溫度1/273.16。同時還可以使用攝氏溫度，以符號t表示（t90）。3、ITS-90溫標我國目前采用的溫標是1990年國際溫標，19攝氏溫度的分度值與熱力學溫度的分度值相同，即1℃=1K。國際實用溫標刻度的劃分以水三相點的熱力學溫度（T=273.16K=0.01℃）為定義固定點（起始點），也就是把從絕對零度到水三相點之間的溫度分為273.16份，每一份叫做1K（以絕對零度為起點）。攝氏溫度t與熱力學溫度T之間的數值關系為：t=T-273.15。攝氏溫度的分度值與熱力學溫度的分度值相同，即1℃=1K。20

溫度計分為接觸式與非接觸式溫度計兩大類，前者感溫元件與被測介質直接接觸，后者感溫元件不與被測介質接觸。三、溫度計的分類與特點三、溫度計的分類與特點21種類溫度表測溫原理優點缺點測溫范圍（℃）接觸式溫度表玻璃管液體溫度計利用液體體積隨溫度變化的性質結構簡單、準確度高、價格便宜容易破損、讀數不便、信號不能遠傳-80～600壓力式溫度表利用定容氣體或液體壓力隨溫度變化的性質結構簡單可靠、信號能遠傳準確度低，受環境溫度影響大-100～600雙金屬溫度表利用固體熱膨脹變形量隨溫度變化的性質結構簡單可靠準確度低，信號不能遠傳-80～600熱電偶溫度表利用金屬導體的熱電效應測量范圍寬、準確度高、信號能遠傳冷端溫度需要補償、測低溫準確度較低-200～1800熱電阻溫度表