通过热力学,如何理解温度的本质
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-01
温度的定义需要先理解一个重要的物理学概念：热平衡态。如果对这个概念不明确，那么温度的概念就更难理解了！
很多书籍会说：温度是粒子平均动能的反映。这个说法其实经不住推敲！如果说“温度是粒子的平均动能的反映”，那么粒子体系的平均动能为零，那么体系的温度就得为零——绝对零度。
可是对于固体来说，粒子基本上被束缚住了，平均动能基本都很小，可是固体的温度却不是接近绝对零度！
这说明“温度是粒子平均动能的反映”这句话有错误的地方。事实上，这句话应该说成“温度是处于热平衡态下的理想气体粒子平均动能反映”。对于热平衡态的理想气体，温度可以直接和气体分子的平均动能有一个很简单的关系式：T=kE，k为与动能无关的常数。
这个关系式对于液体、固体根本不适用！固体和液体一定存在粒子势能，因此这一部分对温度的不能不考虑！
如何定义温度，尤其是不依赖物质地去定义温度呢？其实很简单，需要两样东西：理想气体和热力学第零定律。
理想气体的平均动能和温度的关系很简单，因此可以用理想气体标定温度，而热力学第零定律则可以推广温度的定义到任意物质。
但是要注意，整个过程都需要热平衡态，没有热平衡态，温度的定义是不成立的。
有了温度的定义就能解释为什么出现“冷却”“加热”等现象。水变冷或者变热，其实是能量交换和物质输运的结果。
水变热了便是水从外界吸收了热量或者接受了热流，反正可以对偶地解释。
~
#莫婵茗# 哪个定律给出了温度的定义 -
(17270252492)： 热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法.定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系.它为建立温度概念提供了实验基础.这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度.而温度相等是热平衡之必要的条件.
#莫婵茗# 物体在真空状态下温度会改变吗?
(17270252492)： 这个的问题涉及到几个概念重要的概念,先分别讨论. 首先是温度的概念.在热力学中,它是表征物体冷热程度的物理量.它的抽象基于这样一个事实,A物体和B物体及C物体达到热平衡,那么B物体和C物体也必然达到热平衡,即热力学第零定律....
#莫婵茗# 温度是什么的属性
(17270252492)： 温度是某一物体内分子热运动的本质属性! 构成物质的分子、原子、离子等 就是你所说的物质 ,看起来有点矛盾,其实不矛盾.
#莫婵茗# 怎样简单的解释热力学温度的概念?
(17270252492)： 热力学温度,又称开尔文温标、绝对温标,简称开氏温标,是一种标定、量化温度的方法
#莫婵茗# 温度历史上有几种解释? -
(17270252492)： 温度的解释只有一种: (1)温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度.温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标.它规定了...
#莫婵茗# 热力学本质是什么啊?生命的热力学本质是什么? -
(17270252492)： 科学是为人类发展提供服务的,热力学本质就是通过宏观上的统计算法研究分子的热运动,单个分子热运动看上去没规律可循,实际上可以通过量子力学的知识来描述粒子运动问题,但通常需要大量计算,浪费了时间,失去了时效性,好比你花...
#莫婵茗# 关于热学 - 有关知识,越多越好
(17270252492)： 热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支,它起源于人类对冷热... 能斯脱提出热力学第三定律后,人们对热的本质才有了正确的认识,并逐步建立起热...
#莫婵茗# 为什么热力学温度与摄氏温度每一度大小相同 -
(17270252492)： 因为它们的本质都是一样的,都是对温度大小的一个表示方式,只是对温度的定义不同而已,比如用摄氏温度来表示在标准状态下水的冰点以及沸点分别是0℃和100℃,他们之间相差了100个整数刻度值,而用绝对温度来表示在标准状态在水的冰点以及沸点分别是273K和373K,它们之间也是相差100个整数刻度值.所以无论用哪种温度来表示,它们的每一度之间的大小都是相同的.
#莫婵茗# 热力学的第零定律和温度 -
(17270252492)： 温度是物体冷热程度的数值表示.经验证明,达到热平衡的两物体的温度相等;若把已经达到热平衡的两物体分开,则物体的状态将维持不变.为了判别两个物体温度的高低,必须引进第三个物体,并依据基本实验事实 :若两个物体分别与处于...
很多书籍会说：温度是粒子平均动能的反映。这个说法其实经不住推敲！如果说“温度是粒子的平均动能的反映”，那么粒子体系的平均动能为零，那么体系的温度就得为零——绝对零度。
可是对于固体来说，粒子基本上被束缚住了，平均动能基本都很小，可是固体的温度却不是接近绝对零度！
这说明“温度是粒子平均动能的反映”这句话有错误的地方。事实上，这句话应该说成“温度是处于热平衡态下的理想气体粒子平均动能反映”。对于热平衡态的理想气体，温度可以直接和气体分子的平均动能有一个很简单的关系式：T=kE，k为与动能无关的常数。
这个关系式对于液体、固体根本不适用！固体和液体一定存在粒子势能，因此这一部分对温度的不能不考虑！
如何定义温度，尤其是不依赖物质地去定义温度呢？其实很简单，需要两样东西：理想气体和热力学第零定律。
理想气体的平均动能和温度的关系很简单，因此可以用理想气体标定温度，而热力学第零定律则可以推广温度的定义到任意物质。
但是要注意，整个过程都需要热平衡态，没有热平衡态，温度的定义是不成立的。
有了温度的定义就能解释为什么出现“冷却”“加热”等现象。水变冷或者变热，其实是能量交换和物质输运的结果。
水变热了便是水从外界吸收了热量或者接受了热流，反正可以对偶地解释。
~
#莫婵茗# 哪个定律给出了温度的定义 -
(17270252492)： 热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法.定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系.它为建立温度概念提供了实验基础.这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度.而温度相等是热平衡之必要的条件.
#莫婵茗# 物体在真空状态下温度会改变吗?
(17270252492)： 这个的问题涉及到几个概念重要的概念,先分别讨论. 首先是温度的概念.在热力学中,它是表征物体冷热程度的物理量.它的抽象基于这样一个事实,A物体和B物体及C物体达到热平衡,那么B物体和C物体也必然达到热平衡,即热力学第零定律....
#莫婵茗# 温度是什么的属性
(17270252492)： 温度是某一物体内分子热运动的本质属性! 构成物质的分子、原子、离子等 就是你所说的物质 ,看起来有点矛盾,其实不矛盾.
#莫婵茗# 怎样简单的解释热力学温度的概念?
(17270252492)： 热力学温度,又称开尔文温标、绝对温标,简称开氏温标,是一种标定、量化温度的方法
#莫婵茗# 温度历史上有几种解释? -
(17270252492)： 温度的解释只有一种: (1)温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度.温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标.它规定了...
#莫婵茗# 热力学本质是什么啊?生命的热力学本质是什么? -
(17270252492)： 科学是为人类发展提供服务的,热力学本质就是通过宏观上的统计算法研究分子的热运动,单个分子热运动看上去没规律可循,实际上可以通过量子力学的知识来描述粒子运动问题,但通常需要大量计算,浪费了时间,失去了时效性,好比你花...
#莫婵茗# 关于热学 - 有关知识,越多越好
(17270252492)： 热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支,它起源于人类对冷热... 能斯脱提出热力学第三定律后,人们对热的本质才有了正确的认识,并逐步建立起热...
#莫婵茗# 为什么热力学温度与摄氏温度每一度大小相同 -
(17270252492)： 因为它们的本质都是一样的,都是对温度大小的一个表示方式,只是对温度的定义不同而已,比如用摄氏温度来表示在标准状态下水的冰点以及沸点分别是0℃和100℃,他们之间相差了100个整数刻度值,而用绝对温度来表示在标准状态在水的冰点以及沸点分别是273K和373K,它们之间也是相差100个整数刻度值.所以无论用哪种温度来表示,它们的每一度之间的大小都是相同的.
#莫婵茗# 热力学的第零定律和温度 -
(17270252492)： 温度是物体冷热程度的数值表示.经验证明,达到热平衡的两物体的温度相等;若把已经达到热平衡的两物体分开,则物体的状态将维持不变.为了判别两个物体温度的高低,必须引进第三个物体,并依据基本实验事实 :若两个物体分别与处于...
