清华大学《高等热力学》课件VIP专享VIP免费

温度、热力学第一定律和热力学第二定律热能系工程热物理研究所段远源高等热力学清华大学热能工程系2温度的定义人们的经验：温度是表征物体冷热程度的物理量同样温度，不同人感觉不同；冬天相同温度下，铁比木头凉，人的感觉还和导热系数等因素有关；微观意义：物质微观热运动的宏观体现，与分子平均动能成正比难以确定分子平均速度；温度与热力学第零定律高等热力学清华大学热能工程系3热力学第零定律热力学第零定律：如果系统B和C分别与系统A处于热平衡，则它们也彼此处于热平衡。温度的热力学定义：决定一个系统是否与其它系统处于热平衡的宏观性质。处于热平衡的各系统温度相同。温度测量的依据，被测物体与温度计处于热平衡，可以从温度计的读数确定被测物体的温度。温度与热力学第零定律高等热力学清华大学热能工程系4温度测量和温度计温度计测温原理：当物体的温度改变时，其它性质也将随之变化，可根据这些性质中的某些参数测量物体的温度，指明温度的数值。温度与热力学第零定律温度计测温属性气体温度计压力或体积液体温度计体积电阻温度计电阻热电偶热电动势磁温度计磁化率光学温度计辐射强度高等热力学清华大学热能工程系5温标给温度赋予数值，须科学地建立规则，把不同温度指定为不同数值，即温标。华氏温标：盐水混合物冰点为零度，人体温度为96度，水冰点与蒸气点分别为32和212度，按水银温度计的长度等分；摄氏温标：1个标准大气压下水的冰点和蒸气点之间的温度等分为100度，以冰点作为零点。温度与热力学第零定律高等热力学清华大学热能工程系6热力学温标经验温标的问题：什么叫做均分？不同物质作为测温工质会得到不同的结果；热力学温标：从热力学第二定律出发得到的绝对温标，与任何工质无关，是理论温标；温度与热力学第零定律高等热力学清华大学热能工程系7热力学温标的导出温度与热力学第零定律T1T3T2Q1Q2Q2Q3Q1Q3ABCWAWBWC工作在三个恒温热源之间的卡诺循环),(2121ttQQ),(3232ttQQ),(3131ttQQ322131QQQQQQ),(),(),(322131tttttt)()(),(2121tftftt因此有：)()(),(3232tftftt)()(HLHLtftfQQ对于可逆循环成立：HLHLTTQQ如果取f(t)=T则：高等热力学清华大学热能工程系8热力学温标与其它温标温度与热力学第零定律热力学温标：只需定义一个温度的量值，其它温度值就全部确定了。1854年，开尔文提议将水的三相点温度定义为273.16K，1954年第十届国际计量大会正式采纳。K°C°F水三相点273.160.0132.02冰点273.150.0032.00水沸点373.124399.9743211.95绝对零度0-273.15-459.67o(C)273.15tToo9(F)32(C)5tt高等热力学清华大学热能工程系9理想气体温标利用某些气体在低压下压力或容积随温度的变化是确定温标的最佳选择；理想气体温标其定义与热力学温标一致，是其一级近似，不过是一种经验温标；定容式温度计的测量原理：温度与热力学第零定律)(lim16.273)(0KpppTtrptrtrtrTppT高等热力学清华大学热能工程系10理想气体温标应用温度与热力学第零定律pvZRTTptr气体A气体B气体Ctr0tr273.16lim(K)ppTptrtr1273.16pvpvZRTZRtrtr273.16ZpTpZ高等热力学清华大学热能工程系11气体温度计的缺陷气体温度计是一种一级标准仪器；主要缺点：原理简单，但温度特别低，气体会冷凝，将偏离理想气体的性质；在高温下会离解；容积随温度的升降会张缩，不易准确测定；不适于实验室或工业过程中的实际温度测量。需要有一种简单、容易再现，便于使用的二级标准温度计。温度与热力学第零定律高等热力学清华大学热能工程系12热力学温度与国际温标热力学温度：根据热力学第二定律定义，是唯一能够统一而又明确地描述热力学性质和现象的温度，与任何特定物质的性质无关，国际公认的最基本的温度；问题：我们无法直接将实际系统的可测性质与热力学温度相联系写出一个完善的表达式，我们只能用实际系统来逼近理想行为。基准温度计(Primarythermometer)温度与热力学第零定律pVnRT22521exp[/]1hCLnhcknT高等热力学清华大学热能工程系13热力学温度与国际温标用绝对测量仪器实现热力学温度，从理论到...