温标
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上式就是查理定律的数学表达式,式中的p0是0℃时气体压强,t是摄氏温度。上式表明气体压强与摄氏温度成线性关系。当然更深入的研究表明这种关系只对理想气体严格成立。根据上式,摄氏温度最低只能外推到-273℃(更精确的值是-273.15℃)处。因此摄氏温标下的温度是有下限的,后来称之为绝对零度。现在可以根据上式重新定义一种基于理想气体热膨胀性质的温标,叫做理想气体温标。具体地,将水的三相点的温度(0.01℃)的数值规定为273.16(相当于将绝对零度规定为该温标下的零点),并规定恒容条件下气体的压强与该温标下的温度成正比,即
式中T是理想气体温标下的温度,p是压强。一定量的气体在特定环境下达到热平衡时(恒容),可以测出其压强,将该压强值与理想气体温标下三相点的温度273.16和三相点下的压强代入上式就可以计算出环境温度。这样就建立了理想气体温标。采用理想气体温标的好处之一是各种不同理想气体的温度跟压强间的关系是一样的,因此理想气体温标下温度跟压强之间的正比关系对于所有理想气体都成立(比例系数也一样)。这样就可以根据实际情况很方便地选择特定理想气体制作温度计。上式等价于
尽管热力学温标与理想气体温标一致,但前者更具有一般意义。其定义也不依赖于某类具体的物质。标签: