物理与文化物理与文化物理与文化 (21).pdf

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1、第四讲：冷热现象热学相关概念1目录热的本质0101熵的本质0303热力学第一定律和第二定律0202234.2 热的本质（下）4温度：描述系统冷热状态的一个物理量。本质是系统内分子运动的剧烈程度。高温物体中，分子运动较快低温物体中，分子运动较慢高温物体失去能量，低温物体得到能量，达到热平衡2.温度，热力学温标5两个体系分别与第三体系处于热平衡，这两个体系彼此也处于热平衡，他们都具有同一温度。热力学第零定律：如何将温度从数值上表示出来？它的单位是什么呢？这就要建立温标。1939年，英国物理学家福勒提出福勒6温标三要素3.恰当的分度方法2.恰当的基准点1.恰当的测温物质和测温性质71714年 荷兰物

2、理学家华论海特（Fahrenheit）华氏温标水的沸点定作212，冰点记作32 （美国）1742年 瑞典物理学家摄尔修斯（Celsius）摄氏温标水的沸点定作100，冰点记作0 1848年，英国 威廉.汤姆孙热力学温标（绝对温标）不依赖于任何测温物质冰水混合物 273.16 KoCK273.16温标8威廉.汤姆孙威廉.汤姆孙（1824-1907），英国的数学物理学家、工程师，热力学的主要奠基人之一。研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。可以算作世界上最伟大的科学家之一。由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士，并于189

3、2年晋升为“开尔文勋爵”。他去世后被安葬在威斯敏斯特教堂牛顿墓的旁边。9温度的测量温度计名称测温属性特点及应用膨胀式温度计体积水银，酒精，便宜热电阻温度计电阻铂电阻，铜电阻热电偶温度计温差电动势铂铑-铂，镍铬-镍硅，铜-康铜等辐射式温度计热辐射强度非接触式，测高温10地球的地球的温度分布温度分布-94.5 94.5 63 63 人体的人体的温度分布温度分布36 36-37.2 37.2 1112太阳表面温度约为5500，中心温度约2000万。当代科学实验室里能产生的最高温度是当代科学实验室里能产生的最高温度是108K，最低温度是，最低温度是10-8K，上下跨越了，上下跨越了16个个数量级。数量

4、级。150亿年前，宇宙在大爆炸中诞生时，其温度在亿年前，宇宙在大爆炸中诞生时，其温度在1039K以上。以上。大爆炸后大爆炸后10-43秒，宇宙温度为秒，宇宙温度为1032K。1s，1011K。几分钟以后温度降到几分钟以后温度降到109K，这时宇宙中合成了第一个稳定，这时宇宙中合成了第一个稳定的复合核素的复合核素4He。几十万年后，当温度降到几十万年后，当温度降到4000K时，随着中性原子的有效复时，随着中性原子的有效复合，宇宙变得透明了，今日的宇宙温度已冷却到合，宇宙变得透明了，今日的宇宙温度已冷却到2.735K，称，称为微波背景辐射为微波背景辐射温度。温度。人体温度为人体温度为37，室温为，室温为2030，即，即300K左右，我们左右，我们生活的环境温度的起伏上下不过几十生活的环境温度的起伏上下不过几十度。度。13温度大观