温度的测量-温度的基本概念和测量方法.ppt

温度是物理学中的一个基本物理量，它用于描述物体冷热程度。从宏观角度来看，温度是判断两个物体是否处于热平衡状态的标准。微观上，温度反映了大量分子运动的平均强度，分子运动越剧烈，温度就越高。 温度的测量依赖于各种温标，其中最常见的包括经验温标和热力学温标。经验温标，如摄氏温标和华氏温标，是基于物质体积随温度变化的线性关系来定义的。摄氏温标以水在标准大气压下的冰点（0℃）和沸点（100℃）作为参考点，将两者之间的间隔分为100等份。而华氏温标则将水的冰点设为32°F，沸点为212°F，将这两点间划分为180等份。热力学温标，又称开尔文温标，是一种绝对温标，它规定绝对零度（0K）为分子运动停止的温度，水的三相点（273.16K）作为固定参考点。 温度测量方法主要分为接触式和非接触式两种。接触式测温是通过测温元件与被测物体直接接触，两者达到热平衡后，元件的物理参数变化反映出物体的温度。这种测量方式直观可靠，但可能因元件影响温度场或接触不良导致误差。非接触式测温利用辐射进行热交换，适用于高温度和快速变化的温度测量，具有热惯性小的优点。 测温仪器根据测温方式和原理，可以分为接触式和非接触式两类。接触式包括膨胀式（如液体和固体膨胀温度计、压力式温度计）、电阻式（金属热电阻和半导体热敏电阻）和热电式（如热电偶和P-N结温度计）等。非接触式温度计主要包括辐射温度计、亮度温度计和比色温度计，这些都基于光辐射原理。 温度测量的范围通常分为超低温、低温、中高温和超高温四个等级，对应不同的应用场景和技术要求。例如，超低温温度计用于测量0～10K的温度，而超高温温度计则适用于超过2800K的极端环境。 膨胀式温度计是广泛应用的一种接触式温度计，尤其是液体膨胀式温度计，如常见的液体玻璃温度计。这种温度计由液体储存器、毛细管和标尺组成，液体的体积变化随着温度变化而改变，通过标尺读取温度。为了防止液体在毛细管中形成气泡并提高其测温上限，通常会在液体上方充入一定压力的气体。 温度的测量涉及到多种物理概念和技术，从基本的温标定义到各种测温方法和仪器，这些都是理解和控制热力学过程、工业生产以及科学研究中的基础。