溫度的測(cè)量和控制.ppt

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1、溫度的測(cè)量和控制一、溫度測(cè)量的基本依據(jù)1.熱力學(xué)第零定律是進(jìn)行體系測(cè)量的基本依據(jù)(1)可以通過使兩個(gè)體系相接觸，并觀察這兩個(gè)體系的性質(zhì)是否發(fā)生變化而判斷這兩個(gè)體系是否已經(jīng)達(dá)到平衡。(2)當(dāng)外界條件不發(fā)生變化時(shí)，已經(jīng)達(dá)成熱平衡狀態(tài)的體系，其內(nèi)部的溫度是均勻分布的，并具有確定不變的溫度值。(3)一切互為平衡的體系具有相同的溫度。所以，一個(gè)體系的溫度可以通過另一個(gè)與之平衡的體系的溫度來表達(dá)；或者也可以通過第三個(gè)體系的溫度來表達(dá)。2.溫標(biāo)定義：溫標(biāo)是溫度的標(biāo)準(zhǔn)量的簡(jiǎn)稱。溫標(biāo)的確定包括測(cè)量物質(zhì)的選擇、固定點(diǎn)的選擇、溫

2、度值的劃分等。常見的溫標(biāo)有：熱力學(xué)溫標(biāo)以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)。根據(jù)卡諾特循環(huán)得出的溫標(biāo)可適用于任何溫度區(qū)間，且與工作物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。由于卡諾循環(huán)是一種理想循環(huán)，所以熱力學(xué)溫標(biāo)也是一種理想的溫標(biāo)。測(cè)溫的固定點(diǎn)：選定水的三相點(diǎn)溫度（273.16K）單位：K（1）熱力學(xué)溫標(biāo)（開爾文1848年）（2）國(guó)際實(shí)用溫度計(jì)（溫標(biāo)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）測(cè)溫的固定點(diǎn)：選定一些可靠而又能高度重視的平衡點(diǎn)。規(guī)定：在不同的溫度區(qū)間必須選定指定的、具有高穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)溫度來度量各固定點(diǎn)之間的溫度值。單位：K（3）攝氏溫標(biāo)測(cè)溫的固定點(diǎn)：選定水的冰點(diǎn)為0℃

3、；水的沸點(diǎn)為100℃攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的換算關(guān)系可表示為：t=T-273.15（4）華氏溫標(biāo)（德國(guó)物理學(xué)家華倫海特）測(cè)溫的固定點(diǎn)：選定水的冰點(diǎn)為32F；水的沸點(diǎn)為212F華氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的換算關(guān)系為：tF=32+9/5t二、溫度計(jì)1.接觸式溫度計(jì)在測(cè)量時(shí)必須將溫度計(jì)接觸被測(cè)體系，待達(dá)平衡后，由測(cè)溫物質(zhì)的物理參數(shù)來反映所測(cè)的溫度值。接觸式溫度計(jì)非接觸式溫度計(jì)溫度計(jì)溫度計(jì)分類測(cè)溫屬性舉例可用的溫度范圍℃液體膨脹溫度計(jì)液柱高度玻璃酒精溫度計(jì)玻璃—水銀溫度計(jì)-30~300-110~50熱電偶熱電勢(shì)鉑銠-鉑熱電偶

4、鎳鉻-鎳硅熱電偶-110~1500-200~1100電阻溫度計(jì)電阻鉑電阻溫度計(jì)-260~1100蒸氣壓溫度計(jì)蒸氣壓氧蒸氣壓溫度計(jì)低溫（1）玻璃—水銀溫度計(jì)玻璃—水銀溫度計(jì)是液體膨脹溫度計(jì)的一種，它的測(cè)溫物質(zhì)是盛在上端帶有一支均勻毛細(xì)管的玻璃球中的水銀，溫度的變化造成水銀體積的變化，從而使毛細(xì)管中的水銀液面上升或下降，通過毛細(xì)管外壁的刻度，就能直接讀出被測(cè)物體的溫度。它是利用水銀具有鈍化比較容易、比熱小、傳熱速度快、膨脹系數(shù)比較均勻、不易粘附在玻璃上，而且水銀不透明性等性質(zhì)。a、普遍溫度計(jì)：刻度線每格為1℃或

5、0.5℃量程范圍為0~100℃、0~250℃、0~360℃等b、精密溫度計(jì)：刻度以1℃為間隔、也有刻度間隔為0.02℃或0.01℃（專供熱用的）量程范圍為0~50℃c、貝克曼溫度計(jì)：刻度間隔為0.01℃量程一般僅5~6℃d、高溫水銀溫度計(jì)：用特殊配料的硬質(zhì)玻璃或石英做管壁，并在其中充以氮?dú)饣驓鍤?，因而使溫度最高可以測(cè)到750℃貝克曼溫度計(jì)與普通溫度計(jì)不同之處：貝克曼溫度計(jì)能準(zhǔn)確測(cè)量出溫度差，但不能用來測(cè)量溫度的絕對(duì)值。貝克曼溫度計(jì)的調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)目的：使貝克曼溫度計(jì)的毛細(xì)管中的水銀面都落到合適的范圍。調(diào)節(jié)方法（

6、一）：a、確定貝克曼溫度計(jì)在實(shí)驗(yàn)中的調(diào)節(jié)溫度值（=實(shí)驗(yàn)起始溫度+R）b、連接貝克曼溫度計(jì)貯汞槽與水銀球中的水銀c、調(diào)整水銀球中水銀量d、拿出斷開水銀e、檢驗(yàn)貝克曼溫度計(jì)是否合要求R值的確定：將貝克曼溫度計(jì)與另一支普通溫度計(jì)一起插入盛水（或其它液體）的燒杯中，慢慢加熱，注意觀察貝克曼溫度計(jì)水銀的上升情況，當(dāng)?shù)竭_(dá)刻度K時(shí)，記下普通溫度計(jì)的讀數(shù)（t1℃）,溫度繼續(xù)上升,直到貝克曼溫度計(jì)中水銀柱上升到毛細(xì)管末端M時(shí),再記下普通溫度計(jì)的讀數(shù)（t2℃）,t2與t1之差即R值。即R=t2-t1例如，在苯溶液凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)

7、中，K的刻度是4℃,該處應(yīng)表示實(shí)驗(yàn)溫度5.5℃(t℃),而從K位置的4℃到溫度計(jì)末端M處實(shí)驗(yàn)證明R為3℃,則該調(diào)節(jié)溫度為t+R=5.5+3=8.5℃調(diào)節(jié)方法（二）：利用水銀貯槽的標(biāo)尺直接調(diào)節(jié)a、先將貝克曼溫度計(jì)倒置，讓水銀球中的水銀依靠重力作用沿著毛細(xì)管下降，并與水銀貯槽中的水銀相連接。b、輕輕放正溫度計(jì)，注意不要讓水銀柱斷開，此時(shí)貝克曼溫度計(jì)頂端水銀貯槽中的水銀可慢慢流入水銀球。注意觀察水銀液面在貯槽標(biāo)尺上的位置，達(dá)調(diào)節(jié)溫度的刻度時(shí)，按照正確的敲擊手法使水銀柱斷開。c、若調(diào)節(jié)溫度低于室溫時(shí)，則需要將溫度計(jì)

8、放入低溫浴中，水銀液面才能慢慢下降到所要求的標(biāo)尺位置，然后按照同樣的方法使水銀柱斷開。d、檢驗(yàn)貝克曼溫度計(jì)是否合要求。使用貝克曼溫度計(jì)的注意點(diǎn)：a、貝克曼溫度計(jì)是精細(xì)玻璃制品，很容易破碎，操作或放置時(shí)都要注意。b、要將貝克曼溫度計(jì)的水銀柱斷開時(shí)，必須注意掌握正確的敲擊手法；要以右手緊握溫度計(jì)的中部，并使溫度近于垂直，用左手由下向上輕擊右手腕。注意用力的方向與毛細(xì)管平行，力也不要用得太大，更不能直接敲擊溫度計(jì)。c、