温度的测量和控制.ppt

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1、温度的测量和控制一、温度测量的基本依据1.热力学第零定律是进行体系测量的基本依据(1)可以通过使两个体系相接触，并观察这两个体系的性质是否发生变化而判断这两个体系是否已经达到平衡。(2)当外界条件不发生变化时，已经达成热平衡状态的体系，其内部的温度是均匀分布的，并具有确定不变的温度值。(3)一切互为平衡的体系具有相同的温度。所以，一个体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表达；或者也可以通过第三个体系的温度来表达。2.温标定义：温标是温度的标准量的简称。温标的确定包括测量物质的选择、固定点的选择、温

2、度值的划分等。常见的温标有：热力学温标以卡诺循环为基础。根据卡诺特循环得出的温标可适用于任何温度区间，且与工作物质的性质无关。由于卡诺循环是一种理想循环，所以热力学温标也是一种理想的温标。测温的固定点：选定水的三相点温度（273.16K）单位：K（1）热力学温标（开尔文1848年）（2）国际实用温度计（温标的二级标准）测温的固定点：选定一些可靠而又能高度重视的平衡点。规定：在不同的温度区间必须选定指定的、具有高稳定度的标准温度来度量各固定点之间的温度值。单位：K（3）摄氏温标测温的固定点：选定水的冰点为0℃

3、；水的沸点为100℃摄氏温标和热力学温标的换算关系可表示为：t=T-273.15（4）华氏温标（德国物理学家华伦海特）测温的固定点：选定水的冰点为32F；水的沸点为212F华氏温标与摄氏温标的换算关系为：tF=32+9/5t二、温度计1.接触式温度计在测量时必须将温度计接触被测体系，待达平衡后，由测温物质的物理参数来反映所测的温度值。接触式温度计非接触式温度计温度计温度计分类测温属性举例可用的温度范围℃液体膨胀温度计液柱高度玻璃酒精温度计玻璃—水银温度计-30~300-110~50热电偶热电势铂铑-铂热电偶

4、镍铬-镍硅热电偶-110~1500-200~1100电阻温度计电阻铂电阻温度计-260~1100蒸气压温度计蒸气压氧蒸气压温度计低温（1）玻璃—水银温度计玻璃—水银温度计是液体膨胀温度计的一种，它的测温物质是盛在上端带有一支均匀毛细管的玻璃球中的水银，温度的变化造成水银体积的变化，从而使毛细管中的水银液面上升或下降，通过毛细管外壁的刻度，就能直接读出被测物体的温度。它是利用水银具有钝化比较容易、比热小、传热速度快、膨胀系数比较均匀、不易粘附在玻璃上，而且水银不透明性等性质。a、普遍温度计：刻度线每格为1℃或

5、0.5℃量程范围为0~100℃、0~250℃、0~360℃等b、精密温度计：刻度以1℃为间隔、也有刻度间隔为0.02℃或0.01℃（专供热用的）量程范围为0~50℃c、贝克曼温度计：刻度间隔为0.01℃量程一般仅5~6℃d、高温水银温度计：用特殊配料的硬质玻璃或石英做管壁，并在其中充以氮气或氩气，因而使温度最高可以测到750℃贝克曼温度计与普通温度计不同之处：贝克曼温度计能准确测量出温度差，但不能用来测量温度的绝对值。贝克曼温度计的调节:调节目的：使贝克曼温度计的毛细管中的水银面都落到合适的范围。调节方法（

6、一）：a、确定贝克曼温度计在实验中的调节温度值（=实验起始温度+R）b、连接贝克曼温度计贮汞槽与水银球中的水银c、调整水银球中水银量d、拿出断开水银e、检验贝克曼温度计是否合要求R值的确定：将贝克曼温度计与另一支普通温度计一起插入盛水（或其它液体）的烧杯中，慢慢加热，注意观察贝克曼温度计水银的上升情况，当到达刻度K时，记下普通温度计的读数（t1℃）,温度继续上升,直到贝克曼温度计中水银柱上升到毛细管末端M时,再记下普通温度计的读数（t2℃）,t2与t1之差即R值。即R=t2-t1例如，在苯溶液凝固点降低实验

7、中，K的刻度是4℃,该处应表示实验温度5.5℃(t℃),而从K位置的4℃到温度计末端M处实验证明R为3℃,则该调节温度为t+R=5.5+3=8.5℃调节方法（二）：利用水银贮槽的标尺直接调节a、先将贝克曼温度计倒置，让水银球中的水银依靠重力作用沿着毛细管下降，并与水银贮槽中的水银相连接。b、轻轻放正温度计，注意不要让水银柱断开，此时贝克曼温度计顶端水银贮槽中的水银可慢慢流入水银球。注意观察水银液面在贮槽标尺上的位置，达调节温度的刻度时，按照正确的敲击手法使水银柱断开。c、若调节温度低于室温时，则需要将温度计

8、放入低温浴中，水银液面才能慢慢下降到所要求的标尺位置，然后按照同样的方法使水银柱断开。d、检验贝克曼温度计是否合要求。使用贝克曼温度计的注意点：a、贝克曼温度计是精细玻璃制品，很容易破碎，操作或放置时都要注意。b、要将贝克曼温度计的水银柱断开时，必须注意掌握正确的敲击手法；要以右手紧握温度计的中部，并使温度近于垂直，用左手由下向上轻击右手腕。注意用力的方向与毛细管平行，力也不要用得太大，更不能直接敲击温度计。c、