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热力学温度
发布时间:2023-02-14     作者:   来源:学习强国全国科学技术名词审定委员会   分享到:

热力学温度

thermodynamic temperature

又称:绝对温度

定义:基于热力学第二定律而定义的与任何种类物质的性质都无关的温度。其数值与理想气体温标相等。

学科:化学_物理化学_化学热力学

相关名词:热力学概率 热力学函数

【延伸阅读】

温度的单位不止一种,我们最熟悉的是摄氏度(℃)。在摄氏温度体系中,1个标准大气压下,水开始凝固成冰的温度(凝固点)被设定为0℃,水烧开变成水蒸气的温度(沸点)被设定为100℃。这两点之间的温差分为100等份,每一份就是1℃。

自然界中存在着远高于100℃的温度,也存在着比0℃低许多的温度。那么,温度究竟有没有上下限?对于这个问题,英国物理学家开尔文爵士(1824—1907)给出了答案。他提倡温度有下限的学说,还制定了以自然界温度下限为基准的温度单位“热力学温度”。1954年,在国际度量衡总会(决定世界通用单位体系的国际会议)上,人们以热力学温度为基础,制定了新的国际温度单位(开或开尔文,K)。

最低温度的值,是1781年法国物理学家查理(1746—1823)的实验所推导得出的理论值。他发现,在压力一定的情况下,气体的体积会随着温度的升高以一个固定的比例增大(查理定律,适用于理想气体,即可忽略粒子体积及粒子间相互作用力的气体)。温度每上升1℃,气体体积就会增加“0℃时其体积的1/273.15”。也就是说,当温度下降到-273.15℃时,气体体积为0。可以达成这种极限状态的-273.15℃被认定为自然界的最低温度,称为“绝对零度”。

实际上,温度表现的是构成物质的粒子(分子或原子)运动的激烈程度(动能的大小)。绝对零度时,粒子的动能为0,它们将处于静止状态。

对于以绝对零度为基础设定的温度单位开(K),设定1K与1℃的温度变化幅度相同。热力学温度(K)的数值等于摄氏温度(℃)的数值再加上273.15。由于最低温度-273.15℃为0K,因此在热力学温度体系里,是不存在负值的。

在我们的日常生活中,一般使用摄氏温度。在物理学和化学的研究领域中,没有负值的热力学温度体系使用起来十分方便。