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溫度儀表測量時有哪些注意點
2013-07-17
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(零點)和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)(°F)、攝氏溫標(biāo)(°C)、熱力學(xué)溫標(biāo)(K)和國際實用溫標(biāo)。從分子運動論觀點看，溫度是物體分子平均平動動能的標(biāo)志。溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計意義。對于個別分子來說，溫度是沒有意義的。
經(jīng)典熱力學(xué)中的溫度沒有最高溫度的概念，只有理論最低溫度“絕對零度”。熱力學(xué)第三定律指出，“絕對零度”是無法通過有限次步驟達(dá)到的。在統(tǒng)計熱力學(xué)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(即熵)變化率的強度性質(zhì)熱力學(xué)量。由此開創(chuàng)了“熱力學(xué)負(fù)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限量子態(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(fù)熱力學(xué)溫度的。而少數(shù)擁有有限量子態(tài)的體系，如激光發(fā)生晶體，當(dāng)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(dá)到了無窮大溫度，此時再進(jìn)一步提高體系內(nèi)能，即達(dá)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(xué)溫度為負(fù)值！但是這里的負(fù)溫度和正溫度之間不存在經(jīng)典的代數(shù)關(guān)系，負(fù)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(xué)擴充的溫標(biāo)概念為：無限量子態(tài)體系：正絕對零度＜正溫度＜正無窮大溫度，有限量子態(tài)體系：正絕對零度＜正溫度＜正無窮大溫度＝負(fù)無窮大溫度＜負(fù)溫度＜負(fù)絕對零度。正、負(fù)絕對零度分別是有限量子態(tài)體系熱力學(xué)溫度的下限和上限，均不可通過有限次步驟達(dá)到。
溫度是物體內(nèi)分子間平均動能的一種表現(xiàn)形式。分子運動愈快，物體愈熱，即溫度愈高；分子運動愈慢，物體愈冷，即溫度愈低。這種現(xiàn)象被描述為一個物體的熱勢，或能量效應(yīng)。當(dāng)以數(shù)值表示溫度時，即稱之為溫度度數(shù)。值得注意的是，少數(shù)幾個分子甚至是一個分子構(gòu)成的系統(tǒng)，由于缺乏統(tǒng)計的數(shù)量要求，是沒有溫度的意義的
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