热力学温度详细资料大全

热力学温度详细斐料大全

热力学温度，又称开尔文温标、绝对温标，简称开氏温标，是国

际单位制七个基本物理量之一，单位为开尔文，简称开，（符号为K）,

其描述的是客观世界真实的温度，同时也是制定国际协定温标的基础,

是一种标定、量化温度的方法。

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,对应零下273.15摄氏度。

基本介绍

.中文名：热力学温度

•外文名：thermodynamictemperature

.符号：T

•单位：开尔文

•提出者：威廉•汤姆逊

•绝对零度：理论最低温度

介绍，热力学温度与摄氏度换算，本质，由来，测定方法，负热力学温度，

介绍

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。符号T,单位K（开尔文，简称开）。

国际单位制（的个基本量之一，热力学温标的标度，符号为

SI）7To

根据热力学原理得出，测量热力学温度，采用国际实用温标。热力学

温度旧称绝对温度（单位是“开尔文"，

absolutetemperature）0

英文是"Kelvin"简称"开"，国际代号"K",但不加"。”来表示温

度。开尔文是为了纪念英国物理学家LordKelvin而命名的。以绝对零

度（0K）为最低温度，规定水的三相点的温度为273.16K,开定义为

水三相点热力学温度的1/273.16。摄氏度为表示摄氏温度时代替开的

一个专门名称。而水的三相点温度为0.01摄氏度。因此热力学温度T

与人们惯用的摄氏温度的关系是规定热力

t:T（K）=273.15+t（℃）0

学温度的单位开（K）与摄氏温度的单位摄氏度（°C）的平均值完全相同。

所以在表示温度差和温度间隔时，用和用。的值相

VK=7℃oKC

同。2018年11月16日，国际计量大会通过决议，1开尔文将定义

为”对应玻尔兹曼常数为1380649xl0-23JK-l（1.380649x10-

23kg皿2$-2长1）时的热力学温度”。

热力学温度与摄氏度换算

表达式为：T=t+273.15OCT是热力学温标t是摄氏温标它的由来

是这样的：一定质量的气体在体积不变的情况下温度每升高（或降低）

1℃增加（或减少）的压强值等于它在0℃时压强的1/273用公式表

示为p=p0（l+t/273）其中p0是0℃时气体的压强后来开尔文引入了

"绝对零度”的概念即温度到达0K即-273T气体便停止了一切的运

动后来它被推广到了T=t+273.15℃

本质

经典热力学中的温度没有极限高温度的概念，只有理论最低温度

"绝对零度"。热力学第三定律指出，"绝对零度"是无法通过有限

次步骤达到的。在统计热力学中，温度被赋予了新的物理概念——描

述体系内能随体系混乱度（即牖）变化率的强度性质热力学量。由此

开创了"热力学负温度区"的全新理论领域。通常我们生存的环境和

研究的体系都是拥有无***子态的体系，在这类体系中，内能总是随

混乱度的增加而增加，因而是不存在负热力学温度的。而少数拥有有

***子态的体系，如雷射发生晶体，当持续提高体系内能，直到体系混

乱度已经不随内能变化而变化的时候，就达到了无穷大温度，此时再

进一步提高体系内能，即达到所谓“粒子布居反转”的状态下，内能

是随混乱度的减少而增加的，因而此时的热力学温度为负值！但是这

里的负温度和正温度之间不存在经典的代数关系，负温度反而是比正

温度更高的一个温度！经过量子统计力学扩充的温标概念为：无***

子态体系：正绝对零度（正温度（正无穷大温度，有***子态体系：正

绝对零度<正温度<正无穷大温度=负无穷大温度（负温度<负绝对零度。

正、负绝对零度分别是有***子态体系热力学温度的下限和上限，均

不可通过有限次步骤达到。

由来

开尔文是因英国科学家开尔文姓氏而得名的热力学温度单位。

1848年，英国科学家威廉•汤姆逊首先提出"热力学温度”理论，并很

快得到国际上的承认。1854年，威廉•汤姆逊提出，只要选定一个固定

点，就能确定热力学温度的单位。早在1787年法国物理学家查理

(J.Charles)就发现，在压力一定时，温度每升高1℃,一定量气体

的体积的增加值(膨胀率)是一个定值，体积膨胀量与温度呈线性关

系。起初的实验得出该定值为气体在0℃时的体积的1/269,后来经许

多人历经几十年的实验修正，其中特别是1802年法国人盖•吕萨克

(J.LGay-Lussac)的工作，最后确定该值1/273.15。将上述气体体

积与温度的关系用公式来表示，形式如下：V=Vo(l+t/273.15)=V

o(t+273.15)/273.15式中V是摄氏温度为t/T时的气体体积。若定

义t+273.15三T(于是0℃+273.15=T0),上述关系就可以用形式更

简单的公式来表达:V/T=Vo/To,进一步看,Vi/Ti=Vo/To,V2/T

2=Vo/To,自然有Vi/Ti=V2/T2,即在任何温度下一定量的气体，

在压力一定时，气体的体积V与用T为温标表示的温度成正比。这叫

做查理-盖•吕萨克定律。事实上这种关系只适用于理想气体。为此，人

们起先把T称为理想气体温度(温标)，又叫绝对温度(温标)。在

热力学形成后，发现该温标有更深刻的物理意义，特别是克劳修斯

(Claosius)和开尔文(Kelvin)论证了绝对零度不可达到，便改称

热力学温度(温标)，并用Kelvin第一个字母K为其单位。物体的温

度是构成物体的大量微粒运动(热运动)的激烈程度的巨观体现。

测定方法

当前，主要的热力学温度测定方法有：定压气体温度计法、气体

声学温度计法、辐射温度计法(包括光谱福射温度计和全福射温度

计)、介电常数温度计法、噪声温度计