卡诺定理中“卡诺热机的效率只与热源的温度有关,与工作物质无关”为什么对建立温度标准很重要
问题描述:
卡诺定理中“卡诺热机的效率只与热源的温度有关,与工作物质无关”为什么对建立温度标准很重要
答
温度是一个普适量,任何热平衡的物质都有温度,所以温度的标准应该对任何物质都一样,用任何物质测同一个温度结果都应该一样.
热力学温标(即卡诺热机推导出的温标)与工作物质无关,用任何物质测量结果都是一样的.这样的温标有普适性.而过去的经验温标只适用于一种测温物质.
过去的经验温标总是依赖于某种测温物质,比如说摄氏温标是依赖水,靠水的体积膨胀来反映温度变化.以摄氏温标为例,摄氏温标规定水是等间隔膨胀的(即升高10℃水的体积膨胀量一定是升高5℃的两倍,不涉及物态变化),由此规定的温标如果用在水银上就会出“现升高10℃水银的体积膨胀不是升高5℃的两倍.”因为不同物质的膨胀规律是不一样的.这样,用水银实际上就测不准了,用酒精也测不准,因为这套温标只适合纯水,不是普适的.
热力学温标或理想气体温标是普适的,固体、液体、气体,用任何工作物质理论上测出来都一样,所以现在已经废除经验温标了,现在还有摄氏温度,但没有摄氏温标,摄氏温度定义是t=热力学温度+273.15,而不是1atm下水的熔点为0,沸点为100,中间等分100分 .现在热力学温标下的摄氏温度和过去摄氏温标下的温度,数值上有细微差异,日常生活中一般不区分,但如果研究精度很高,差异就显得比较明显了.