绝对温度

✍ dations ◷ 2025-08-02 13:50:23 #绝对温度
热力学温标,又称开尔文温标、绝对温标,简称开氏温标,凯氏温标,是一种标定、量化温度的方法。它对应的物理量是热力学温度,或称开氏度,符号为K,为国际单位制中的基本物理量之一;对应的单位是开尔文,符号为K。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。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-273.15°C。热力学温标可以通过下列过程引入:假设一个卡诺热机在高温热源(温度 Θ 1 {displaystyle Theta _{1}} )和低温热源(温度 Θ 2 {displaystyle Theta _{2}} )之间工作,并且在高温热源吸收热量 Q 1 {displaystyle Q_{1}} ,向低温热源放出热量 Q 2 {displaystyle Q_{2}} ,其间向外界作功 W {displaystyle W} 。那么,可逆热机的效率 η {displaystyle eta } 可以表示为:卡诺定理指出,可逆循环的效率只与高温热源和低温热源的温度有关,而与工作物质(工质)或工作路径等其它因素无关。也就是说, η 12 {displaystyle eta _{12}} 仅仅是温度 Θ 1 {displaystyle Theta _{1}} 和 Θ 2 {displaystyle Theta _{2}} 的函数。为了方便下面的推导,不妨设:另外,对于任意三个温度 Θ 1 {displaystyle Theta _{1}} 、 Θ 2 {displaystyle Theta _{2}} 、 Θ 3 {displaystyle Theta _{3}} 的热源,考虑 1 → 3 → 2 {displaystyle 1rightarrow 3rightarrow 2} 和 1 → 2 {displaystyle 1rightarrow 2} 两个可逆过程。不妨设两个过程中,热机都从1号热源吸收了相同的热量 Q 1 {displaystyle Q_{1}} 。另外,把两个过程中,热机最终释放给2号热源的热量分别记为 Q 2 {displaystyle Q_{2}} 和 Q 2 ′ {displaystyle Q'_{2}} ,把 1 → 3 {displaystyle 1rightarrow 3} 过程中,热机释放给3号热源的热量记为 Q 3 i n {displaystyle Q_{3in}} ,把 3 → 2 {displaystyle 3rightarrow 2} 过程中,热机吸收自3号热源的热量记为 Q 3 o u t {displaystyle Q_{3out}} 。为了保证两个过程的可逆性,否则都将意味着热机运作过程中,有热量散失或有新的能量进入系统,这都违反了卡诺定理。由此,容易证明:(其中 ψ ( Θ ) {displaystyle psi (Theta )} 为形式可选择的普适函数)可以观察到, ψ ( Θ ) = Θ {displaystyle psi (Theta )=Theta } 是可取的一种形式。即, f ( Θ 1 , Θ 2 ) = Θ 2 Θ 1 {displaystyle f(Theta _{1},Theta _{2})={frac {Theta _{2}}{Theta _{1}}}} 。由于定义式只给出了两个温度的比值,仍需要一个标准点。1954年国际计量大会决定,取水的三相点(273.15K)作为标准点,作为热力学温标的定义。通过推导过程,可以注意到:由于卡诺定理中,热量交换做功是与测温物质无关,所以通过上述方法取定的温标 Θ {displaystyle Theta } (热力学温标)也与测温物质无关。

相关

  • 反转录酶结构 / ECOD(RNA-dependent DNA polymerase,RDDP)逆转录酶是一类存在于部分RNA病毒中具有逆转录活性、能以单链RNA为模板合成DNA的酶。由逆转录酶催化逆转录合成的DNA称为互补D
  • 撒哈拉以南非洲撒哈拉以南非洲(英语:Sub-Saharan Africa),指撒哈拉沙漠以南的非洲地区,又称亚撒哈拉地区、下撒哈拉、漠南非洲,也有称黑非洲(Negro Africa)。政治上,包括了所有或部分领土位于撒哈拉
  • 狂躁狂躁(英语:Mania),或狂躁症,是异常激活唤起、情感和能量水平状态,或者也可以说,是“一种伴有情绪高涨和情绪起伏不定的过度反应”状态。虽然“狂躁”经常被视为是抑郁的对立面,但是
  • 沙状病毒科沙状病毒科(Arenavirinae, ARV)是一种会造成严重的人畜共同传染病的病毒科类。其宿主,啮齿类动物,尤其是老鼠,和人之关系自古已来,均交往过于密切,造成本科病毒在人类和老鼠宿主
  • 蒿甲醚蒿甲醚(英语:artemether)是一种用来治疗多药耐药恶性疟原虫疟疾的抗疟药。诺华首次以其与Riamet和Coartem为商品名出售其与本芴醇共同组成的复方药物。化学上,蒿甲醚是青蒿素的
  • 方阵 (军事)方阵(英语:phalanx),是一种长方形的大规模军事阵法,通常完全由重步兵手持矛、长柄枪、萨里沙长矛或类似的武器所构成。该词特别用来描述古希腊战争中所使用的这种阵法,虽然古希腊
  • 清教徒革命英国内战(英语:English Civil War)是指1642年至1651年发生在英国议会派(“圆颅党”)与保皇派(“骑士党(英语:Cavalier)”)之间的一系列武装冲突及政治斗争。辉格派历史学家称之为清教
  • 药物测试药物测试(英语:drug test),对于人体进行的测试,通过检查人体的血液、尿液、皮肤、头发等,来确认受测者是否摄取过某种特定药物。在正式的体育运动竞赛中实施的药物检查,称为禁药检
  • 脱氧核糖核苷酸去氧核糖核苷酸(英语:deoxyribonucleotide)是DNA(脱氧核糖核酸,英语:deoxyribonucleic acid)的小分子单体。每个脱氧核糖核苷酸包括三个部分:一个碱基、一个脱氧核糖和一个磷酸基团
  • 齿音齿音(或舌尖前音、舌齿音)是舌尖音的一种。发音时,舌尖接触上门牙。若发音时舌尖在上门牙和下门牙之间则又称为齿间音(Interdental)。齿擦音(国际音标为θ和ð)出现在英语、冰岛语