热力学温度量表
- 作为日常温度的标尺,摄氏度(oC)是最熟悉的
- 这个刻度是基于水的性质——水的冰点取为0oC和沸点为100oC
- 然而,这两个温度并没有什么特别之处
- 水的冰点和沸点会随着压强的变化而改变
- 摄氏温标用于测量玻璃液温度计中的温度
- 然而,液体的膨胀可能是非线性的
- 其他温标包括:
- 华氏度,美国常用
- 开尔文,用于热力学
- 开尔文标度被称为热力学规模它的设计是为了克服温度尺度的问题
- 热力学尺度被认为是一个绝对尺度,它不是根据任何特定物质的性质来定义的
- 这是因为热力学温度不要依赖任何特定物质的性质
绝对零度
- 在热力学(开尔文)温标上,绝对零度定义为:
尽可能低的温度。等于0 K或-273.15°C
- 温度不可能低于0 K
- 这意味着开尔文温度会从来没有为负值
- 用动力学术语定义绝对零度为:
所有物质中原子和分子的动能和势能为零的温度
- 这意味着对于一个0 K的系统,不可能从它身上移走更多的能量
- 即使在太空中,温度也大约是2.7 K,略高于绝对零度
使用开尔文标度
- 在温度之间转换θ在摄氏温标中,T在开尔文温标中,使用以下换算:
θ/oC = t / k−273.15
T / k =θ/oC + 273.15
有关开尔文和摄氏温标温度的转换图表
- 两个刻度上的分划是相等的。这意味着:
1k的温度变化等于1的温度变化oC
工作的例子
在许多理想气体问题中,室温被认为是300k。这个温度是多少摄氏度?
步骤1:开尔文到摄氏度的方程
θ/oC = t / k−273.15
步骤2:代入价值为300k
300k−273.15 = 26.85oC
考试技巧
如果你在考试中忘记了是+273.15还是- 273.15,只要记住0oC = 273.15 k。这样,当你知道你需要+273.15到某个温度的度来得到开尔文的温度。例如:0oC + 273.15 = 273.15 k。