温度的概念

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第159页（1843字）

温度是国际单位制(SI)中七个基本量之一，它与人类的生存有着十分密切的关系。在工、农业生产和科学技术研究中应用极为广泛。图4．2－1表示各种常用的测温仪表及其温度范围。温度的定性解释是：表征物体冷热程度的物理量。更严格地、科学地定义温度还必须引入热平衡的概念。

图4．2－1 常用测温仪表及测温范围

若有两个热力学系统，处于各自不同的状态，当这两个系统相互接触时，则会产生热交换。经一段时间后，两系统达到稳态不再变化，即达到一共同的平衡态。由于这种平衡是两系统在热交换条件下达到的，所以称热平衡态。测温学的基本定律——热力学第零定律可这样叙述，“如果两个系统中每一个系统与第三个系统处于热平衡，则它们彼此也一定处于热平衡”或“如果三个或更多系统相互接触，并处于热平衡，则任意两个系统必定与另一系统处于热平衡”。在描述各平衡系统热状态的热力学参数中，有一个参量具有相同的值，这一参量称为温度。因此热力学第零定律也可以用另一种方式来表达，即“如果处于热平衡的两个系统，各个都与第三个处于相同的温度，则这两个系统具有相同的温度”。

统计力学中温度的概念是以麦克斯韦和玻耳兹曼热平衡系统中分子速度或能量分布的表达式为基础的。分子的平均平动能可用温度T来表示：

式中：m是分子质量，是分子平动速度平方的平均值，k是玻耳兹曼常数。由上式可知，分子平均平动能愈大，则温度T愈高。

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