温度理想气体状态方程[PPT课件]
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气体状态方程ppt课件

因理想气体分子间没有相互作用,分子本身又不占 体积,所以理想气体的 pVT 性质与气体的种类无关,因 而一种理想气体的部分分子被另一种理想气体分子置换, 形成的混合理想气体,其 pVT 性质并不改变,只是理想 气体状态方程中的 n 此时为总的物质的量。
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12
pV nRT nBRT1.2.4a
Tc、pc、Vc 统称为物质的临界参数。
超临界态是指温度大于临界温度,压力大于临界压力 的状态。
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25
3. 真实气体的 p -Vm 图及气体的液化
l´1 l´2
T1<T2<Tc<T3<T4
根据实验数据可绘出如左
p - Vm 图,图中的每一条曲线 都是等温线。图示的基本规
律对于各种气体都一样。
乙醇
t / ºC 20 40 60 78.4 100 120
p / kPa 5.671 17.395 46.008
101.325 222.48 422.35
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苯
t / ºC 20 40 60 80.1 100 120
p / kPa 9.9712 24.411 51.993
101.325 181.44 308.11
16
例 1.2.1 :今有 300 K,104 . 365 kPa 的湿烃类混合气体 (含水蒸气的烃类混合气体),其中水蒸气的分压为3.167 kPa,现欲得到除去水蒸气的 1 kmol 干烃类混合气体,试求: (1)应从湿烃混合气体中除去水蒸气的物质的量;
(2)所需湿烃类混合气体的初始体积。
解: (1) 设烃类在混合气中的分压为 pA;水蒸气的分压 为 pB 。
B 凝结
人教版物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共20张PPT)
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V2=V , T2=300 K
由理想气体状态方程 p1V1 p2V2 得筒内压强: T1 T2
p 2=
p1V1T2 V2T1
=
4
2V 3 250
300 V
atm=3.2 atm.
◆ 课堂小结
一.建立理想气体的模型,并知道实际气体在什么 情况下可以看成理想气体.
二.能够从气体定律推出理想气体的状态方程.
p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
三.掌握理想气体状态方程的内容、表达式和气体
图像,并能熟练应用方程解决实际问题.
压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、表达式:
p1V1 p2V2 或
T1
T2
pV C T
注:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由理 想气体的物质的量决定
3、使用条件: 一定质量的某种理想气体.
◆ 科学论证 形成关联
理想气体 状态方程
PV T
C
T不变 V不变
玻意耳定律 查理定律
解:以混进水银气压计的空气为研究对象
初状态:
p1=758-738=20mmHg V1=80S mm3 T1=273+27=300 K 末状态: p2=p-743mmHg V2=(80-5)S=75S mm3 T2=273+(-3)=270K
由理想气体状态方程得:p1V1 p2V2
T1
T2
即 2080S ( p 743) 75S
人教版 选修3-3 第八章 气体
理想气体的状态方程
◆ 趣味军事
◆ 知识回顾
【问题1】通常我们研究一个热力学系统的 三种性质的对应哪些状态参量?
选修3-3理想气体的状态方程ppt课件

P24页,思考与讨论, 你来推导,试试看
.
如图示,一定质量的某种理想气体
从A到B经历了一个等温过程,
从B到C经历了一个等容过程。p
A
分别用pA、VA、TA 和pB、VB、TB
TA=TB
C B
以及pC、VC、TC
0
V
表示气体在A、B、C三个状态的状态参量,
那么A、C状态的状态参量间有何关系呢?
.
推导过程
p A
从A→B为等温变化:由玻意耳定律
C
pAVA=pB
B
从B→C为等容变化V:B由查理定律 0
V
pB = pC
又TA=TB
TB
VB=VC
TC
解得:
pAVA ? pCVC TA . TC
二、理想气体的状态方程
1、内容: 一定质量的某种理想气体在从一个状态变
化到另一个状态时,尽管 p、V、T都可能改变,但是
T2=270K 由理想气体状态方程得:
p1V1 ? p2V2
T1
T2
即 208? 0S ? ( p ? 743) ? 75S
300
270
得: p=762.2 mmHg
.
练习:
如图所示,一定质量的理想气体,由状态A 沿直线AB变化到B,在此过程中,气体分
子的平均速率的变化情况是( D )
A、不断增大 B、不断减小 C、先减小后增大 D、先增大后减小
T0
T1
T2
Tn
.
例题一:
注意方程中各物理量的单位.
T必须是热力学温度,
公式两边中 p和V单位必须统.一,但不一定是国际单位.
例题2: 一水银气压计中混进了空气,因而在
.
如图示,一定质量的某种理想气体
从A到B经历了一个等温过程,
从B到C经历了一个等容过程。p
A
分别用pA、VA、TA 和pB、VB、TB
TA=TB
C B
以及pC、VC、TC
0
V
表示气体在A、B、C三个状态的状态参量,
那么A、C状态的状态参量间有何关系呢?
.
推导过程
p A
从A→B为等温变化:由玻意耳定律
C
pAVA=pB
B
从B→C为等容变化V:B由查理定律 0
V
pB = pC
又TA=TB
TB
VB=VC
TC
解得:
pAVA ? pCVC TA . TC
二、理想气体的状态方程
1、内容: 一定质量的某种理想气体在从一个状态变
化到另一个状态时,尽管 p、V、T都可能改变,但是
T2=270K 由理想气体状态方程得:
p1V1 ? p2V2
T1
T2
即 208? 0S ? ( p ? 743) ? 75S
300
270
得: p=762.2 mmHg
.
练习:
如图所示,一定质量的理想气体,由状态A 沿直线AB变化到B,在此过程中,气体分
子的平均速率的变化情况是( D )
A、不断增大 B、不断减小 C、先减小后增大 D、先增大后减小
T0
T1
T2
Tn
.
例题一:
注意方程中各物理量的单位.
T必须是热力学温度,
公式两边中 p和V单位必须统.一,但不一定是国际单位.
例题2: 一水银气压计中混进了空气,因而在
8.3理想气体状态方程 PPT课件
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273K
或 p0V0 1.013105 Pa 22.410-3 m3/mol 8.31J/mol K
T0
273K
设 R p0V0 为一摩尔理想气体在标准状态下的常量, T0
叫做摩尔气体常量.
(1)摩尔气体常量R适用于1mol的任何气体. (2)摩尔气体常量R是热学中又一个重要常量,
与阿伏加德罗常数等价. (3)注意R的数值与单位的对应.
对实际气体只要温度不太低,压强不太大就可应用克拉 珀龙方程解题.
小结:
摩尔气体常量R是热学中又一个重要常量.
克拉珀龙方程是任意质量理想气体的状态方程, 它联系着某一状态下各物理量间的关系.
• 设气体从状态1( p1V1T1) 变到状态2(p2V2T2)则有
p1V1 p2V2
T1
T2
(1)上式从气体实验定律推导而得. (2)成立条件:气体质量一定. (3)在温度不太低,压强不太大时,各种气体质量一定时, 状态变化能较好地符合上述关系,但不满足此条件时上式与 实际偏差较大.
二、理想气体的状态方程
1. pV C 中的恒量C跟气体种类、质量都有 关. T
2.摩尔气体常量 以一摩尔的某种理想气体为研究对象,它在标准状态
p0 1atm,V0 22.4L/mol ,T0 273K
根据 pV C 得: T
p0V0 1atm 22.4L/mol 0.082atm L/mol K
T0
第三节 理想气体方程(1)
一、一定质量气体三个状态参量间的关系
有气体实验定律可知,一定质量的某种气体压强与体积 和热力学温度的关系分别为:
p 1 V
可以写成: p T V
pT
或 pcT V
或写成: pV C (恒量) T
8.3理想气体的状态方程课件

复习
波意尔定律 查理定律 盖-吕萨克定律
内容 表达式 适用条件 图像 内容 表达式 适用条件 图像 内容 表达式 适用条件 图像
8.3《理想气体的状态方程》
一.理想气体 假设这样一种气体,它在任何温度和任何压强下都能 严格地遵循气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想 气体”。 理想气体是不存在的, 特点: 1.气体分子大小可以忽略不计.
实际气体
压强不太大 温度不太低
理想气体
二.推导理想气体状态方程 对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、 T来描述,且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参 量保持不变的情况是不会发生的。换句话说:若其中任意两 个参量确定之后,第三个参量一定有唯一确定的值。它们共 同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。
引导学生按以下步骤解答此题:
(1)该题研究对象是什么?
混入水银气压计中的空气 (2)画出该题两个状态的示意图:
(3)分别写出两个状态的状态参量: p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3(S是管 的横截面积)T1=273+27=300 K p2=p-743mmHg V2=(738+80)S-743S=75Smm3 T2=273+(-3)=270K
第二种:从(p1;V1,T1)先等容并使其温度变为T2,则压 强随之变为p′c,此中间状态为(p′c,V1,T2),再等 温并使其体积变为V2,则压强也一定变为p2,也到末状态 (p2,V2,T2)。
根据玻意耳定律和查理定律,分别按两种过程,自己推 导理想气体状态过程。(即要求找出p1、V1、T1与p2、V2、 T2间的等量关系。)
三.理想气体的状态方程
1.内容
一定质量的理想气体的压强、体积的 乘积与热力学温度的比值是一个常数。 2.表达式
波意尔定律 查理定律 盖-吕萨克定律
内容 表达式 适用条件 图像 内容 表达式 适用条件 图像 内容 表达式 适用条件 图像
8.3《理想气体的状态方程》
一.理想气体 假设这样一种气体,它在任何温度和任何压强下都能 严格地遵循气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想 气体”。 理想气体是不存在的, 特点: 1.气体分子大小可以忽略不计.
实际气体
压强不太大 温度不太低
理想气体
二.推导理想气体状态方程 对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、 T来描述,且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参 量保持不变的情况是不会发生的。换句话说:若其中任意两 个参量确定之后,第三个参量一定有唯一确定的值。它们共 同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。
引导学生按以下步骤解答此题:
(1)该题研究对象是什么?
混入水银气压计中的空气 (2)画出该题两个状态的示意图:
(3)分别写出两个状态的状态参量: p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3(S是管 的横截面积)T1=273+27=300 K p2=p-743mmHg V2=(738+80)S-743S=75Smm3 T2=273+(-3)=270K
第二种:从(p1;V1,T1)先等容并使其温度变为T2,则压 强随之变为p′c,此中间状态为(p′c,V1,T2),再等 温并使其体积变为V2,则压强也一定变为p2,也到末状态 (p2,V2,T2)。
根据玻意耳定律和查理定律,分别按两种过程,自己推 导理想气体状态过程。(即要求找出p1、V1、T1与p2、V2、 T2间的等量关系。)
三.理想气体的状态方程
1.内容
一定质量的理想气体的压强、体积的 乘积与热力学温度的比值是一个常数。 2.表达式
理想气体的状态方程 课件

由:VTCC=VTDD, 得VD=VTCTC D=8×304000L=332L. 此过程的V-T图如下:
【答案】 VA=4 L VC=8 L VD=332 L V-T图见 解析
名师点拨 利用状态方程准确地求出各状态的状态参 量,是正确作出图像的前提,熟练掌握气体定律图像的特 点,是正确作出图像的关键.
(4)根据题意,选用适当的气体状态方程求解.若非纯气 体热学问题,还要综合应用力学等有关知识列辅助方程.
(5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义.
一、理想气体状态方程的应用 【例1】 如图所示为粗细均匀,一端封闭一端开口的 U形玻璃管,当t1=31 ℃,大气压强为P0=1 atm时,两管水 银面相平,这时左管被封闭气体柱长L1=8 cm,求:
三、用理想气体状态方程巧解变质量问题 【例3】 钢筒内装有3 kg氧气,当温度为-23 ℃时, 压强为4 atm,如果用掉一部分氧气后,温度升高到27 ℃ 时,筒内的压强为3.2 atm,求用掉氧气的质量.
【解析】 设钢筒的容积为V0.假设没有用掉氧气,即 质量一定的条件下,气体从初态,p1=4 气体从状态A经状态 B、C到状态D的p-T图像,已知气体在状态B时的体积是8 L,求VA和VC、VD,并画出此过程的V-T图.
【解析】 由图像可知气体从A→B的过程为温度为T1 =200 K的等温变化,pAVA=pBVB
VA=pBpVA B=120×5×1085=4 L. B→C为等容变化, VC=VB=8 L. C→D为等压变化
量理想气体两个状态参量的关系,与变化过程无关.
(3)
pV T
=C中的恒量C仅由气体的种类和质量决定,与其他
参量无关.
2.理想气体状态方程的推导 一定质量理想气体初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、 T2),因气体遵从三个实验定律,我们可以从三个定律中任意 选取其中两个,通过一个中间状态,建立两个方程,解方程消 去中间状态参量便可得到气态方程.组成方式有6种,见下图 所示.
8.3理想气体的状态方程课件

王文庆
一.理想气体
1.理想气体:在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律 的气体.
2.理想模型.
3.实际气体
温度不太低 压强不太大
看 成
理想气体.
4.理想气体的特点: 忽略分子力,没有分子势能,理想气体的内能只有分子动能.
T
一.理想气体
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 , 与气体的体积无关.
p1T2 p2T1
V1
6.25 m3
练一练
3.如图所示,粗细均匀一端封闭一端
开口的U形玻璃管,当t1=31 ℃,大 1 cm
1 cm
气压强p0=76 cmHg时,两管水银面
相平,这时左管被封闭的气柱长L1
=8 cm, 左管水银面
下降1 cm
p2=(76+2)cmHg=78 cmHg
求:当温度t2等于多少时,左管气柱 由
气体密度式: p1 p2
1T1 2T2
1.使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是
以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.
等压膨胀
(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各
等温膨胀
是多少.
TB=TC=600 K
pAVA = pCVC = pDVD
5、用状态方程解题一般步骤
1.明确研究对象——一定质量的气体 2.选定两个状态——已知状态、待求状态 3.列出状态参量: 4.列方程求解
小结
一、理想气体:
在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律 的气体
二、理想气体的状态方程
p1V1 p2V2
T1
T2
或 pV C
T
注:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由气体的物质的量决定
一.理想气体
1.理想气体:在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律 的气体.
2.理想模型.
3.实际气体
温度不太低 压强不太大
看 成
理想气体.
4.理想气体的特点: 忽略分子力,没有分子势能,理想气体的内能只有分子动能.
T
一.理想气体
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 , 与气体的体积无关.
p1T2 p2T1
V1
6.25 m3
练一练
3.如图所示,粗细均匀一端封闭一端
开口的U形玻璃管,当t1=31 ℃,大 1 cm
1 cm
气压强p0=76 cmHg时,两管水银面
相平,这时左管被封闭的气柱长L1
=8 cm, 左管水银面
下降1 cm
p2=(76+2)cmHg=78 cmHg
求:当温度t2等于多少时,左管气柱 由
气体密度式: p1 p2
1T1 2T2
1.使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是
以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.
等压膨胀
(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各
等温膨胀
是多少.
TB=TC=600 K
pAVA = pCVC = pDVD
5、用状态方程解题一般步骤
1.明确研究对象——一定质量的气体 2.选定两个状态——已知状态、待求状态 3.列出状态参量: 4.列方程求解
小结
一、理想气体:
在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律 的气体
二、理想气体的状态方程
p1V1 p2V2
T1
T2
或 pV C
T
注:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由气体的物质的量决定
理想气体状态方程ppt课件

证 明 : i
ni n总
Vi V总
PVi
i
ni n总
RT PV 总
Vi V总
RT
13
⑵分压定律:
分压:一定温度下,混合气体中的某种气体 单独占有混合气体的体积时所呈现的压强。
O2 + N2
O2+N2
T、PV1 、混P =合气P1体+的P2总+T压、等P V于2或、混P合=气体P中i 各T=组、P分1+V气P、体2P分总压之和。
分体积:指相同温度下,组分气体具有和混 合气体相同压力时所占体积。
O2 + N2
O2+N2
VT 1、混P、合气体总体VT 2积、VP总、=各组分气体VT的1+分V体2、积PV、i之和 V总=V1+V2+V3+V4······Vi
12
体 积 分 数 : i
||
Vi V总
摩 尔 分 数 : i
ni n总
17
温度一定,水的分压(饱和蒸气压)为定值。 气液两相平衡时蒸气的分压即为该液体的饱和 蒸气压。
18
例.Page 7 室内气压计指示空气的压强,也是干燥氢 气的压强P1;排水收集的为湿润氢气,去掉 其中的水的饱和蒸汽,才是氢气的真实体 积V1.湿润氢气的压强P2应从气压计读数 中扣除此温度下水蒸汽的饱和蒸汽压.
14
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
p n1RT V
n2RT V
n1
n2
RT V
PiV=niRT
P总V=n总RT
Pi P总
ni n总
i
Pi iP总
分压定律
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2.理想气体温标
定容气体温度计
T p p
h O B M
M’
比例系数由固定点来确定 固定点选水的三相点,并规定 它的温度为273.16开(K)
A A 和 B 热平衡, TA=TB ;
B
B << A, A 改变很小,TB 基本 是原来体系 A 的温度
二、温标
1、经验温标
温度的数值表示法叫温标。
凡是以某种物质的某一特性随冷热程度的变化 为依据而确定的温标为经验温标。 经验温标的三要素:
1)选择测温物质,确定测温属性;
2)选定固定点; 3)规定测温属性随温度的变化关系
热 学
热
热学是研究热现象的理论。
学
热现象:与温度有关的物理性质的变化,统称为热现象。
物体受热后,温度升高骤冷会裂开 的原理开凿都江堰
在 1592—1600 年 间 , 伽利略制作了人类第 一支空气温度计
1714 年法伦海脱 建立的华氏温标, 1742 年摄尔修斯 建立的摄氏温标
炎热 25~27.9℃ 酷热 30~34.9℃ 奇热 35~39℃ 极热 高于40℃
温凉 10~11.9℃
热接触:各处于一定平衡态的两个热力学系统相互接触,使
它们之间发生传热—热接触。
热平衡:热接触后的两个系统,经一段时间后,达到共同的
平衡态,称为热平衡。 A B
一、热力学第零定律
在不受外界影响的情况下,只要A和B同时与C处于热平衡, 即使A和B没有接触,它们也必定处于热平衡,此规律被称为 热力学第零定律。 C A B
强度量:不具有可加性, 如温度,压强等等
12-1-2 热力学第零定律
极寒 -40℃或低于此值 严寒 -20~-29.9℃ 温暖 18~19.9℃ 暖 20~21.9℃
温标
日常生活中,常用温度来表示冷热的程度。
大寒 -10~-14.9℃
小寒 -5~-9.9℃ 微寒 0~4.9℃ 凉 5~9.9℃
热
22~24.9℃
在一般情况下,需 使用以上四类状态 2)力学参量(如压强) 参量来描述热力学 3)化学参量(如系统中各种成分的摩尔数) 系统的平衡态。 4)电磁参量(如电场强度和磁场强度)
态函数:由平衡态确定的其他宏观物理量(如温度,内能等) 都可以表示为这四类状态参量的函数,称为态函数。 宏观物理量 广延量:具有可加性, 如体积,内能等等
A部气体
B部
处在平衡态的系统的宏观量不随时间改变,但是组成系统的 大量分子仍在作热运动,而且因为碰撞,每个分子的速度经 常在变,这称为热动平衡。
稳定态:有能量流或粒子流,各处宏观性质不随时间 变化的状态。
热 1) 冷
2)
平衡态
稳定态
平衡态是一种理想状态,在实际中并不存在完全不受外界影 响,而宏观性质绝对保持不变的系统,所以,平衡态是一个 理想的概念。但是在许多实际问题中,可以把实际状态近似 地当作平衡态来处理。
孤立系统, 封闭系统,开放系统
孤立系统, 封闭系统,开放系统
孤立系统:与外界没有任何相互作用,既
无能量交换、也无粒子交换。
封闭系统:与外界有能量交换、
但无粒子交换。
开放系统:与外界既有能量
又有粒子交换。
系统
外界
系统
外界
孤立系统 刚性绝热壁
外界 系统
封闭系统 导热壁
外界
开放系统 导热壁
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热力学系统的平衡状态应理解为[
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A.系统的宏观性质不随时间变化的状态; B.系统各处压强和温度相同的状态; C.系统在恒定的外界条件下,与外界无宏观能量和 物质交换时,经足够长时间后达到的稳定状态; D.系统中每个分子都处于平衡的状态。
二、状态参量
我们把可以独立变化又足以确定热力学系统平衡态的一组宏 观物理量称为状态参量。 描述热力学系统的状态参量: 1)几何参量(如体积)
一、热力学第零定律
在不受外界影响的情况下,只要 A 和 B 同时与 C 处于 热平衡,即使 A 和 B没有接触,它们也必定处于热平 衡,此规律被称为热力学第零定律。
推证:互为热平衡的热力学系统具有一个数值相等的状态 函数,这个函数定义为温度。
互为热平衡的系统具有相同的温度。
热力学第零定律为建立温度概念提供了实验基础。
系统
外界
刚性绝热壁
系统
外界
孤立系统
封闭系统 导热壁
例,铁桶中放入热水, 再封闭起来。
例,保温瓶。
外界 系统 外界
开放系统 导热壁
例,铝壶在火上烧水。
一、平衡态
在不受外界条件影响下,经过足够长的时间后,系统 必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态,叫做平 衡态。 平衡态的特征: 系统内没有宏观粒子流动和能量流动。
典统计力学。
路德维希·玻尔兹曼
约西亚·威拉德·吉布斯
量子力学的引进而建立了量子统计力学, 同时非平衡态理论更进一步的发展,形 成了近代理论与实验物理学中最重要的 一环。
12-1-1 平衡态 状态参量
在热力学中,所研究的物体或物体组叫做热力学系统。
大量微观粒子(分子、原子)构成的体积有限的物体体系 体积无限系统(如宇宙)、少量粒子系统 都不是热力学系统。 系统所处的外部环境称为外界。 能量交换和物质交换
开尔文
鲁道夫· 克劳修斯
随着蒸汽机的广泛应用, 促使 人们对水蒸气热力性质的研究 及对改善蒸汽机性能的研究, 从而推动了热学的发展。
萨迪· 卡诺
19世纪热力学第一定律 和第二定律诞生
科学家进一步追根问底, 希望从分子和原子
的微观层次上来说明物理规律, 气体分子动 理论应运而生 .玻尔兹曼与吉布斯发展了经
历史上的摄氏温标
冰点:0º C(1atm,纯冰和纯水混合物) 汽点:100º C(1atm,纯水和水蒸气混合物) 测温属性随温度作线性变化 几种常用的温度计
温度计 定体气体温度计 定压气体温度计 铂电阻温度计 铂-铂铑热电偶温度计 液体温度计 测温属性 压强 体积 电阻 热电动势 液柱长度
问题:用各种不同的摄氏温度计测量同一对象的温度时,所 得结果是否相同呢?
温度计低于横坐 标的值:t
20
40
60
80
100
tº C
二氧化碳定压
-0.1
水银 铂-铂铑热电偶
-0.2
-0.3
铂电阻
-0.4
不同的摄氏温度计测温值的差异
横坐标表示氢定容温度计 纵坐标表示其他温度计读数低于横坐标的值
用不同的测温物质所建立的摄氏温标,除冰点和汽点 按规定相同外,其他温度并不严格一致。