第二章-温度
第二章 温度测量 - - 网络教学与精品课程制作平台 广东轻工
5种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点?
几种常用热电偶的热电势与温度的关系 曲线
哪几种热 电偶的测温上 限较高? 哪一种热电偶 的灵敏度较高? 哪一种热电偶 的灵敏度较低? 哪几种热电 偶的线性较差?
为什么所有的曲线均过原点(零度点)?
㈢热电偶的结构
■普通型:由热电极、绝缘管、保护套管 和接线盒组成。如图2-11。
四、热电偶冷端温度补偿
当冷端不为0℃时,必须首先使用补偿导线 将冷端延长到一个温度稳定的地方,然后 再考虑将冷端处理为0℃。
四、热电偶冷端温度补偿
当冷端不为0℃时,必须首先使用补偿导线 将冷端延长到一个温度稳定的地方,然后 再考虑将冷端处理为0℃。 ㈠补偿导线法 补偿导线通常由补偿导线合金丝、绝缘层、 护套和屏蔽层组成。在100℃以下的常温范 围内,它具有与所匹配的热电偶的热电势 称值相同的特性。起到延长热电偶冷端的 作用。 常用补偿导线见表2-7。 X-延伸型 C-补偿型
T T0 = EAB T A B dT EAB T0 A B dT 0 0 E AB T , T0 f T f T0
=f T C
从上式可看出,当T0为定值时,E与T之间有惟一对应 的关系。因此可以用测量的热电势E来找到对应的温 度值T。
两种不同的金属互相接触时,由于不同金属内自 由电子的密度不同,在两金属A和B的接触点处会发 生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属 A扩散到密度小的金属B,使A失去电子带正电,B得 到电子带负电,从而产生接触热电势。
A
+
T
B
eAB( T )
自由 电子
接触电势EAB(T)的大小: NA kT N A EAB (T ) ln f T , e NB NB
第二章 温热环境
状态奶牛热应激程度的一个指标
• 该指标以20摄氏度气温、40%RH和0.5m/s风速作
基础舒适环境
三、有效温度(ET)
1、为畜牧生产科学管理提供依据 在等热区(尤其在舒适区),生产 性能高,抗病力强。
2、为畜舍建筑热工设计提供了理论依据、参考标准
3、为动物引种和育种提供依据
四、气温对动物热调节的影响
1、热应激 增加散热量 减少产热量
2、冷应激 减少散热量 增加产热量
五、气温对畜禽的影响
(一) 对动物生理机能的影响
1、 呼吸系统
呼吸频率增加 出现热性喘息
2、循环系统 皮温升高、非蒸发散热增加
汗腺分泌
血液流向四周,内脏器官供血不足
3、消化系统
胃酸减少,胃肠蠕动减弱、酶活性降低。
4、泌尿系统与神经系统 高温时,机体大量水分蒸发,尿量减少
5、免疫系统
高温降低免疫机能
6.内分泌机能
高温导致血液甲状腺素含量下降 肾上腺皮质激素含量升高
• 皮 肤 表 面 的 温 度 称 为 “ 皮 温 ” (skin temperature) • 皮温受身体本身和外界温热条件的影响,常随 外界条件的变化而变化。
动 物 体 温 分 布
3、平均体温
• 平均体温:整个动物体各部位温度加权 平均值
平均体温=0.7×T直肠温度+0.3×T平均皮温
• 蓄热量:指动物体温度升高时所贮存的 热量,为平均比热与动物体质量之乘积。 • 根据平均体温和身体比热可算出全身蓄 热量
第六节 温热因素的综合评定
一、温湿指数(THI) 二、等温指数(ETI) 三、有效温度(ET) 四、风冷指数(WCI)
一、温湿指数(THI)
工程热力学2 温度与热力学第零定律
(2-9)
A ( X A , YA )
(XC )
C ( X C , YC )
(2-10)
因而
A ( X A , YA ) B ( X B , YB ) C ( X C , YC )
(2-11)
上述证明很易推广到任意多个系统处于热平衡且每个系统有任意独立 变量个数的情况。
感受的即使是同一物体,有时也会有偏差--如将一只手浸在热水中,另一只手浸
在冷水中,然后将两只手同时放入冷热程度介于二者之间的水中。这时,第一只手会 觉得冷些而第二至手会觉得热些。
因此,人手是一个很不准确的温度计,不能单凭感觉去判断物体温度的高低。 必须把温度的概念和温度的测量建立在坚实的基础上。
1. 热平衡--热力学第零定律
p p0 T
和
(2-17) (2-18)
V V0T
综合之
pV m RT
只是其体积
证明:对于一定质量的理想气体,若按定容变化,则式(2-17)中的 的函数,即有 (1) p
p0
V 若按定压变化,则式(2-18)中的T
两式相除,得
f (V )
只是其压力
的函数,即有
V0
p
V g ( p) T
pV C mR T
式中 R 为单位质量的气体常数。
(5)
可直接用状态方程式构造理想气体温标(定容或定压)进行测温,由于压力 (或体积)与温度成正比,故此时只需一个基准点即可,称为单点定标。为
使测量的结果更准确,重复性更好,将水的三相点(固、液、汽三相平衡共 ttr 0.01 存)作为基准点*。因三相点温度 ℃,故令理想气体温标的定义式如
八年级地理上册第二章第二节中国的气温和温度带
第五页,共十八页。
把你们的考察结果告诉大家:
(1)五个温度带分别是_____寒__温带(、hán _wē_n)____中_温带、 __暖__温___带、____亚__热_带、______热_带和一个___________ 区。高原气候 (2)寒温带分布于____大__兴___安岭北段及其两侧。 (3)寒温带熟制为__一__年__一__熟_,主要(zhǔyào)作物为_______、 马 春小铃麦薯等。
()
A.南昌—昆明
B.福州—北京
C.石家庄—兰州
D.哈尔滨—广州
第十五页,共十八页。
6.读图,回答下列(xiàliè)问题。
(1)写出图中数字所表示(biǎoshì)的温度带。 ①_寒_温_带____ ②中_温__带_(w_ēn_dà_i)___ ③_暖_温__带___ ④亚_热__带______ ⑤__热_带____ ⑥高_原_气_候_区_____ (2)图中②温度带的作物熟制是_一_年_一_熟__________,
暖温带考察队:A 暖温带分布地区; B 作物熟制和主要作物
亚热带考察队:A 亚热带分布地区; B 作物熟制和主要作物
热带考察队: A 热带分布地区;
B 作物熟制和主要作物
第四页,共十八页。
把你们(nǐ men)的考察结果告诉大家:
(1)、中国冬季南北气温差异____大__,最热在______ 省海,南最冷在__________省黑。龙江
主要的粮食作物春小是麦____________。 图中③温度带的作物熟制一是年两_熟_或__两_年_三_熟_________, 主要的粮食作物冬是小麦____________。 (3主)要福的建粮省食处水作于稻物__④是_____________温__度_。带(填数字),
温度ppt
20 10
0℃
-10 -20 -30
若把0℃~100℃之间分成100等份, 则每份为__1_℃____。
____冰_水__混__合__物____的温度为0℃ ___沸__水____的温度为100℃
20
记作12℃
10
读作12摄氏度
0
0
记作__- _4_℃___
读作_负__4_摄__氏__度___
• 量程:可测量的范围
实验室用温度计
用途:测量普通液体 量程:-10℃ ~ 100℃
用途:测量体温 量程:35℃ ~ 42℃
体温计
寒 暑 表
用途:测量室温 量程:-30℃ ~ 50℃
量程 连线题
体温计
实验室温度计
寒暑表
-10℃~110℃ 35℃~42℃
-30℃~50℃
温度计的结构
温度计的原理是:液体热胀冷缩 (常用水银、酒精、煤油等)
第二章 物态变化
°C
2.1 温度
温度: 【定义】物体的冷热程度
【单位】摄氏度 ℃
摄氏度的规定
冰水混合物的温度,规定为0℃ 沸水的温度,规定为100℃ 把0℃~100℃之间均分成100等份,每份为1℃
常见的温度
人的正常体温 ——— 37℃ 读作_3_7_摄__氏_度__
冰水混合物 ——— 0℃ 读作_0_摄__氏_度___
• 体温计中的液体是__水__银___,其量程是 __3_5_℃__~___4_2_℃___,分度值是__0_._1_℃___。
• 体温计有特殊的__缩__口____结构,所以使 用前要先___将___水__银__甩__至___玻__璃__泡__内_____。
温度计测温度,正确顺序为B__、__A_、__C_、___E_、__D_
第二章 温度测量
2020/6/11
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第二章 温度测量——电阻温度计
半导体电阻
导电性介于金属导体与绝缘体之间,导电机理与材料内 价电子以及掺杂的杂质有关。
纯质半导体,其最外层价电子除围绕自身原子核运动外, 还会到相邻原子所属轨道上运动,组成价键结构,成 为共有电子。当电子脱离原轨道时,留下空位,附近 的共有电子易与填补,形成共有电子运动,犹如带正 电荷的空位在移动,称为空穴运动。自由电子和空穴 统称为载流子。
掺加杂质时,如果电子浓度增加,以电子导电,称为N
型半导体。如果电子减少,以空穴导电,称为P型半导
体。 2020/6/11
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第二章 温度测量——电阻温度计
铂电阻温度计(PRT)
以高纯铂丝作为感温元件,特点是
1. 易提纯,质地柔软、容易加工成形、有非常稳定的物理 化学性质;
2. 电阻温度系数大,在0~100ºC间平均电阻温度系数为 3.925E-3ºC-1。比阻较大,为0.0981 Ωmm2/m;
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第二章 温度测量——电阻温度计
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第二章 温度测量——电阻温度计
半导体电阻温度计
1. 锗电阻温度计:具有很高的负温度系数,特别是掺杂 合适杂质后,可制成阻值高、体积小的感温元件。缺点 是导电机理 复杂,热电特性不能用简单的内插公式表达, 特别是杂质含量的微小变化对阻值影响很大,热电关系 的互换性差,磁阻效应大,不能在磁场中测温,具有较 高的压电电阻效应,稳定性差。测温范围0.1~300K。
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第二章 温度测量——温标
1990年国际温标(ITS-90)
热力学温度符号为T,单位为开尔文(K),定义为水 三相点的热力学温度的1/273.16。 与摄氏温度关系为:
森林生态学3——森林与环境-温度
花,秋天结实,冬季休眠。
物候是生物对温度的季节性变化适应的一种温周期现象。 物候具有纬度方向和垂直方向的差异。
发芽、生长、现蕾、开花、结实、果实成熟、落叶休眠等生物发育阶段 称为物候期; 动植物在长期的进化过程中,由于受到生境条件的影响,因此它们的生 长、发育、休眠等的生活现象,都表现了和生境条件的一定关系;冬眠 或是惊蛰等现象。
森林对周围无林地气温的影响山坡上的森林对其附近无林地的气温也有一定的影响在山坡上夜间由于地面热辐射冷却的地表空气往往沿山坡下沉但遇到森林则停止下来故林缘上部的无林地的温度较低而山坡下部的无林地由于受到森林的保护而温度较高
第二章 森林与环境
2.4 温度因子(热量)
温度是重要的生态因子:
植物的生理生化反应必须在有一定温度的外界环境中才能进行; 温度变化能引起其他因子的变化,进而又影响植物的生长发育、产 量和质量。
有效积温:植物在某个或整个生育期内的有效温度总和。 活动积温:植物在某个或整个生育期内的活动温度总和。
有效积温法则 植物在生长发育过程中,必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶 段的发育,而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。
适用于植物、昆虫和其他一些变温动物。
生产实践的意义: 预测生物地理分布北界; 植物引种适宜性分析; 预测害虫发生的世代数,来年发生程度以及害虫的分布区危害猖獗
垫状或莲座状;
生理适应:低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂
肪和色素来降低植物的冰点,增加抗寒能力。如鹿蹄草通过在叶细胞中
大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点,可使结冰温度下降到-31度。 行为适应:通过休眠来增加抗寒能力。极地和高山植物在可见光谱中的 吸收带较宽,能吸收较多的红外线,增强植物的耐寒性。
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第二章 1.温度和温标
特别提醒 达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度;若温度不同,即两 个系统没有达到热平衡,则系统一定存在着热交换。
应用体验
典例2 (2022广东普宁高二期末)关于平衡态和热平衡,下列说法正确的是 () A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态 B.两个系统在接触时,它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度 是相等的 C.热平衡就是平衡态 D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等
较长时间内不发生变化
易错辨析 判一判 (1)表示热力学系统的状态参量常用的有体积、阿伏加德罗常数和温度。 (×) 提示 热力学系统常用的状态参量有压强、体积和温度。
(2)热平衡是指系统静止或匀速直线运动且系统内部分子停止运动的状态。
(×) 提示 热平衡是指热力学系统的状态参量不再变化的状态,系统内部分子仍 在运动。
基础落实•必备知识全过关
一、状态参量与平衡态
研究对象
1.热力学系统:由大量分子组成的 系统 。
2.外界:系统之外与系统发生相互作用的其他物体。 3.状态参量:为确定系统的状态需要用到的一些物理量,如: 体积 、 压强 、
温度等。
4.平衡态:在没有外界影响的情况下,系统内各部分的 状态参量 稳定
的状态。
探究三 温度计与温标
情境探究 某小说中有这样一段对话: 爸爸:“人发烧到一百零二度是不会死的,你真是在说傻话。” 儿子:“我知道会的。在法国上学的时候,同学们告诉我,发烧到四十度就活 不了了。我已经一百零二度了。” 其中的102度是指的华氏温度,40度是指的摄氏温度,同学们可以查阅资料, 进一步了解它们之间的关系,并把40 ℃换算成热力学温度。 要点提示 40 ℃换算成热力学温度为313.15 K。
3.温度:处于热平衡的系统之间有一“共同的热学性质”,即 温度 。这就
第二章 温度
重点和难点: 1、土壤的热量收支平衡方程式,影响土温 变化的因子; 2、气温的时空变化,大气稳定度的判定
第一节 土壤、空气及其之间的热量交换方式
地球表面接受太阳辐射能,在下垫面本身、下垫 面和空气,空气层之间,进行多种形式的热量交换, 使地面温度、下层土壤温度、大气温度发生变化。
主要的热量交换方式有: 一、分子热传导
一般来说,改变土壤热容量的主要因素是土壤水分
与土壤孔隙度的大小。土壤的热容量随着土壤湿度的增
加而增大,随着土壤孔隙度增加而减少。 在自然情况下,单位体积土壤孔隙的变化并不很大, 所以热容量的改变,主要决定于土壤孔隙中水分的改变, 也就是说主要决定于土壤湿度。
土壤的孔隙度可以人为地改变。例如,翻犁中耕后的土 壤,孔隙度增大,若是土壤水分含量没有显著的增加,则土 壤热容量必然减小。镇压以后的土壤,孔隙度减小,热容量 增加。
第二章
温度(5学时)
温度是下垫面和大气热量变化的表征值,
地面温度和空气温度的变化对天气、气候以及
植物的生长发育有重要的影响。本章将讨论温
度的变化特点、变化规律及其温度对农业生产
的影响。
内容提要 : 1、热量交换方式; 2、土壤的热特性和土壤的热量平衡方程; 3、土温的变化规律及影响因子; 4、气温的变化规律及影响因子; 5、大气稳定度的判断依据; 6、积温的种类及计算; 7、温度与农林生产。
土壤湿度增加时,使土壤导热率变大; 土壤空气多孔隙度大,使土壤导热率变小。
另外,土壤中有机质含量也影响导热率,有机质含量 多,导热率变小。
(三)导温率(K)
表示土壤传递温度和消除层次间温度差异的能力。
其定义为:单位体积的土壤,由于流入(或流出)数 量为λ的热量后,温度升高(或降低)的数值。
第二章温度详解
辐 射
凝 结
低
湍
低
流 等
传 导
(夜间和冬季)
地表层热量收支示意图
1、土壤温度的垂直分布
日射型:白天和夏季土壤温度随深度增加而降低
1、土壤温度的垂直分布
辐射型:土壤温度随深度增加而增加
1、土壤温度的垂直分布
过渡型:上下层温度的垂直分布具有日射型和辐射性特征
2、气温的垂直分布
随高度增加而降低 地面是大气增温的主 要和直接热源 距地面越近,温室气 体和气溶胶越多
气温垂直梯度 = T
Z
3、对流层中的逆温现象
• 逆温:对流层中出现气温随高度增 加而增加的现象
• 逆温分类 – 辐射逆温:地面强烈辐射冷却 – 平流逆温:暖空气流到冷的下垫 面产生逆温 – 混合逆温
4、 土壤温度的日变化
• 日较差
– 表层土壤日较差大 – 地温振幅随入地深
度增加而减小
• 位相
裸地:反射率较大,热容量较小,地温 (垂直和地表)变化大
湿裸地:反射率较小,热容量较大,地温 (垂直和地表)变化平缓
沙地:反射率大,热容量小,地表和垂直 分布变化大
2、小气候的温度水平分布
土壤温度变化影响因子
太阳高度:决定到达地面的太阳辐射 土壤颜色:决定地面吸收的太阳辐射 天气:影响太阳辐射和地面有效辐射 土壤热特性:热容量和导热率大土壤日较差小 地形:凹凸地形影响湍流热交换
– 随入地深度增加, 最冷、最热出现时 间后延
4、 土壤温度的年变化
• 年较差
– 随深度增加而减少
地面冷热源接受到 的全部热(冷)量在下 传过程中迅速衰减
• 位相
– 最冷、最热月出现 时间后延
土壤热量下传费时
热工仪表知识-温度测量
二、热电偶的基本定律 1、均质导体定律
该定律内容是:由一种均质导体或半导体组成的闭合回路,不论导体或半导 体的截面积、长度和各处温度分布如何,都不能产生热电势。该定律已在理论分 析中得到证明,并可得出如下结论:
(1)热电偶必须由两种不同性质的材料构成。 (2)由一种材料组成的闭合回路存在温差时,回路如产生热电势,便说明该材 料是不均匀的。据此,可检查热电极材料的均匀性。 2、中间导体定律
AuFe0.07)
2021/4/21
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四、热电偶的构造
1、普通型热电偶
常用的普通型热电偶本体是一端焊接的两根金属丝(热电极)。考虑到两根 热电极之间的电气绝缘和防止有害介质侵蚀热电极,在工业上使用的热电偶 一般都有绝缘管和保护套管。在个别情况下,如果被测介质对热电偶不会发 生侵蚀作用,也可不用保护套管,以减小接触测温误差与滞后。
(2)用一只辅助热电偶对多只同型号热电偶冷端进行补偿的线路;
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六、热电偶的校验
热电偶经过长期使用后,由于氧化、腐蚀等原因,其材料的性质将会逐渐变 化,热特性也会随之改变,造成测温误差。为此,有必要对热电偶定期进行 校验,以确定其误差是否超出规定的允许误差。如超出允许误差则应报废或 将其热端剪去一段后重新焊接,再经校验合格后才能使用。
热电偶的校验有两种方法。一种是定点法,就是在国际温标规定的定点温度 (如锌、银、金、锑等金属的相平衡点温度)下进行校验。这种方法的特点 是精确度高,但设备复杂、校验点数少,而且校验操作复杂。该方法只用于 对高精确度的铂铑一铂热电偶的校验。另一种是比较法,它是广泛采用的方 法,可用于实验室用和工业用热电偶的校验。
农林气象学 第二章温度讲解
第
热量交换方式
二
土壤温度
章
水体温度
温
空气温度
度
温度与农业生产
2019/5/28 1
第一节 热量交换方式
一、辐射热交换 任何温度在绝对零度以上的物体,通过放射和吸收辐射
而进行的热量交换方式。是地面和大气热量交换的主要方式。 二、分子热传导
物质通过分子热运动,传导热量的方式。土壤中热量 交换的主要方式。
水汽在相态变化时所进行的热量交换称潜热交换, 它影响下垫面和大气层的温度变化,是天气演变的 主角。
☺潜热交换的热量以潜热通量LE表示,其中L为蒸发或
凝结潜热,E为蒸发或凝结的量。
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第二节 土壤温度
一、土壤表层热量收支状况
R L
E
P
ΔQs B′
LR E
P
ΔQs
B′
箭头指向地面的是 收入项,表示地面得到 热量,为正值;箭头离 开地面是支出项,表示 地面损失热量,为负值。
其变化过程如下图所示:
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图2.3 地面温度变化与地面热量收支示意图
1.地面温度日变化曲线; 2.地面热量支出日变化曲线; 3.地面热量收入日变化曲线。 Tm:地面最低温度;TM:地面最高温度
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3.日恒温层:土壤温度日较差为零时的深度。
一般深度约为40~80㎝,平均为60㎝。
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定律三:温度振幅随深度衰减的速度与周期有关,若振幅 衰减同样的倍数,则相应的深度与其周期的平方根成正比。
Z1 τ 1
Z2
τ2
例3:已知某地段5cm深处温度日振幅为地面的 2 2
第二章 大气的热能和温度
辐射通量密度:单位:瓦/米2
单位面积上的辐射通量
辐射通量密度
因其没有限定方向,所以根据辐射方向的不同,将辐射通量密度分 为
辐出度:放射体表面所放出去的辐射通量密度 辐照度:到达接受面的辐射通量密度
可见光的度量不用能量单位而用光能单位
光照度(照度):单位面积上接受的光通量 单位:勒克斯(LUX)
太阳常数:在大气上界,当日地之间处于平均距离 (1.5×108km)时,垂直入射光表面的太阳辐射的辐照度。 单位:W•m-2 数值:1367+7 W•m-2
(二)、太阳辐射在大气中的减 弱
大气对太阳辐射 的削弱作用
吸收作用
散射作用
反射作用
1、大气对太阳辐射的吸收作用
大气中吸收太阳辐射的主要成分:
第一节 太阳辐射
一、辐射的基本知识
1.辐射的概念
2.辐射的波粒二象性 3.有关辐射的基本物理量 4.物体对辐射的吸收、反射和透射 5.辐射的基本定律
1.辐射的概念
定义:自然界中的一切物体,只要其温 度高于绝对零度,就会不停的以电磁波或 粒子的形式向外传递能量,这种传递能量 的方式叫辐射,通过辐射的方式传递的能 量称为辐射能。
辐射是能量传播的方式之一,并 且是太阳能传输到地球的唯一方式。
K=273+℃
2.辐射的波粒二项性:
辐射的波动性 辐射的粒子性
辐射的波动性
电磁波的性质是用波长( λ)和频率(ν)表示 波长的单位μm(微米)或nm(纳米) 频率的单位是:赫兹 1 μm=10-6m 1nm= 10-9m
散射作用:
太阳辐射通过大气,遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时, 都要发生散射。 但散射并不像吸收那样把辐射转变为热能,而只是改变辐射 的方向,使太阳辐射以质点为中心向四面八方传播
温度及温度计(教案)
温度及温度计(教案)第一章:温度概念的引入1.1 教学目标:让学生了解温度的基本概念。
让学生了解温度在现实生活中的应用。
1.2 教学内容:温度定义:温度是物体内部分子运动的程度的量度。
温度的计量单位:摄氏度、华氏度、开尔文度等。
1.3 教学方法:采用讲解、演示和实验相结合的方式进行教学。
1.4 教学步骤:1. 讲解温度的定义和计量单位。
2. 通过实验让学生感受温度的变化。
3. 引导学生思考温度在现实生活中的应用。
第二章:温度计的原理与种类2.1 教学目标:让学生了解温度计的原理和种类。
2.2 教学内容:温度计的原理:液体的热胀冷缩、气体的热胀冷缩、电子温度计等。
温度计的种类:水银温度计、酒精温度计、数字温度计等。
2.3 教学方法:采用讲解和演示相结合的方式进行教学。
2.4 教学步骤:1. 讲解温度计的原理和种类。
2. 通过演示让学生了解不同温度计的使用方法。
第三章:温度计的使用与维护3.1 教学目标:让学生掌握温度计的正确使用和维护方法。
3.2 教学内容:温度计的正确使用方法:如何准确测量温度、如何读取温度值等。
温度计的维护方法:如何清洁和保养温度计。
3.3 教学方法:采用讲解和演示相结合的方式进行教学。
3.4 教学步骤:1. 讲解温度计的正确使用和维护方法。
2. 通过演示让学生了解如何清洁和保养温度计。
第四章:温度计在实验中的应用4.1 教学目标:让学生了解温度计在实验中的应用。
4.2 教学内容:温度计在实验中的作用:测量溶液的温度、观察反应的温度变化等。
温度计的正确使用方法:如何选择合适的温度计、如何准确测量温度等。
4.3 教学方法:采用讲解和实验相结合的方式进行教学。
4.4 教学步骤:1. 讲解温度计在实验中的应用和作用。
2. 引导学生思考如何选择合适的温度计。
3. 进行实验,让学生亲自操作温度计进行温度测量。
第五章:温度计在生活中的应用5.1 教学目标:让学生了解温度计在生活中的应用。
5.2 教学内容:温度计在生活中的应用:测量室内温度、测量食品温度等。
热学基础(第二章:温度热量和能量)2010
第二章 温度、热量和能量
2. 1
2.2
温度和第零定律
热量和功 能量和第一定律 温度和热量的测量
内容提纲
2.3 2.4 习 题
§2.1 温度和第零定律
§2.1.1 第零定律 第零定律:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平 第零定律 衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。 图中A、B、C为3个质量和组成固定,且与外界完全隔绝的热力系统。将其中 A B C 3 的B、C用绝热壁隔开,同时使它们分别与A发生热接触。待A与B和A与C都达 到热平衡时,再使B与C发生热接触。这时B和C的热力状态不再变化,这表明 它们之间在热性质方面也已达到平衡。 这个定律给出了温度的概念: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。温度相等是热平衡 温度相等是热平衡 之必要的条件。 之必要的条件 第零定律表明,一切互为热平衡的系统具有一个数值上相等的共同的宏观性 质──温度。温度计所以能够测定物体温度正是依据这个原理。 温度计所以能够测定物体温度正是依据这个原理 温度计所以能够测定物体温度正是依据这个原理。
§2.1.2
温度的认识和测量
法天文学家 博里奥
温度/温度计的发展历程 温度/
伽利略 费迪南二世
1593年指示热度的仪器 气体验温计 第一支水银温度计 测量气温
法国医生 让.雷伊 雷伊
注入酒精并密封 消除液体蒸发和大气压影响
第一支液体验温计
§2.1.3 温标(Temperature
Scale)
1、华氏温标(℉) 1724年,德国气象仪器制造商华伦海特。 定义水的冰点32度,沸点212度。 2、摄氏温标(℃) 标准状态下冰水混合物划一刻度; 加热水至沸腾时划一刻度; 再百等分; 3、两者关系 ℉=9/5 ℃+32 注意:以上经验温标利用了温度计中水银或酒精的热胀冷 缩特性,由于不同物质特性随温度变化的关系各不相同, 以及非严格线性关系的影响,经验温标都不是太准确。
第二章温度检测
灯丝 2500 C
沸腾的水 100 C
熔化的冰 0 C
C
太阳表面 5000 C
火焰 1000 C
人体 37 C
冷藏食品 –20 C
中新社记者从中科院合肥物质科学研究院获悉,中国“人造太阳”EAST 物理实验获重大突破,实现在国际上电子温度达到5000万度持续时间达102 秒的等离子体放电,标志着中国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前 列。EAST既定科学目标是实现1亿度1000秒的等离子体放电。
2020/1/30
?
14
轮机工程测试技术
2-4 电阻式温度计
电阻温度计:利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的温度计 大多数金属在温度升高1 C 时电阻将增加0.4%~0.6%。 半导体电阻一般随温度升高而减小,其灵敏度比金属高,每升高1 C ,电阻 约减小3%~6%。
一、热电阻变换器
根据这个原理,可以测量压力而知道温度大小。当感温包温度上升时,
饱和蒸汽压力急剧增加,因此这种温度计灵敏度高,响应快。环境温度变化 对毛细管内的蒸汽压力无影响,其压力由感温包的温度决定。
优点:感温包较小,毛细管可较粗,结构简单,价格便宜。
缺点:压力与温度的关系为非线性,表盘刻度不均匀,刻度误差较大,测量
t nK(t t0)
t 50 0.00016(200 80)
0.96C
式中:
△t 为温度修正值,被测温度的正确值为 t + △t
n为露出液柱所占的度数
t 50 0.00016(70 80)
t 为温度计示值或标定时露出部分的温度
0.08C
t0为辅助温度计测出的液柱露出部分的平均温度 K为工作液体的膨胀系数(水银 K≈0.00016/℃,有机液K ≈0.00124/℃)
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容积热容量 [J/(cm3·℃)]
2.163 2.410 2.435 2.525 1.255×10-3 4.184
土壤不同组分的热容量
不同土壤的固、液、气三相物质组成比例是不同的,所以Cv可 表示为:
Cv=mCv·Vm+oCv·Vo+wCv·Vw+aCv·Va mCv、oCv、wCv和aCv分别为土壤矿物质、有机质、水和空气的 容积热容量,Vm、Vo、Vw、Va分别为土壤矿物质、有机质、水和 空气在单位体积土壤中所占的体积比。
(I+H)×α-被地面反射出的短波辐射,(α为反射率)
r=EG-是土壤向大气进行长波辐射量(E)与大气升温反向
土壤辐射量(G)的差值;
以R代表地面辐射能的总收入减去总支出的平衡差值
R=[(I+H)(I+H)×α] + (GE) = (I+H)(1α) r
2、土壤热量平衡
当土面获得太阳辐射能转 换为热能时,大部分热量 消耗于土壤水分蒸发和土 壤与大气之间的湍流热交 换,一小部分被生物活动 所消耗,只有很少部分通 过热交换传导至土壤下层。
以C代表质量(重量)热容量[单位是J/g·℃)],CV 代表容积热容量[单位是J/(cm3·℃)]。C与CV的关 系为:
CV=C·ρ ρ是土壤密度。
土壤不同组分的热容量
土壤组成物质
粗石英砂 高岭石 石灰 腐殖质 土壤空气 土壤水分
重量热容量 [J/(g·℃)]
0.745 0.975 0.895 1.996 1.004 4.184
导热率 (J·cm-1·s-1·K-1)
导温率 (cm2 ·s-1)
土壤空气 0.0013 1.00
0.00021-0.00025 0.1615-0.1923
土壤水分 4.187
4.187 0.0054-0.0059 0.0013-0.0014
矿质土粒 1.930
0.712 0.0167-0.0209 0.0087-0.0108
• 土壤导热系数或热扩散系数,指在标准状况下, 在土层垂直方向上每厘米距离内有1K的温度梯 度,每秒流入1cm2土壤断面面积的热量,使单 位体积(1cm3)土壤所发生的温度变化。
• K=λ/Cv, • λ:导热率, Cv:热容量(容积)。
土壤组成的热特性
土壤组 成分
容积热容量 重量热容量 (J·cm-1·K-1) (J·g-1·K-1)
导热率:
导热性大小用导热率(λ)表示,即在单位厚度(1cm) 土层,温差为1℃时,每秒钟经单位断面(1cm2)通过的热量 焦耳数。其单位是J/(cm2·s·℃)。
导热率的计算
热量的传导是由高温处到低温处,设土壤或其它物质两 端的温度为t1、t2,土壤的厚度为d,在一定时间(T)内 流动的热量为Q。则一定时间内单位面积(A)上流过的热 量为Q/AT。两端间的温度梯度为(t1-t2)/d,故导热率 根据定义为:
B—土面与土壤下层的之间的热交换量。
2、土壤热量平衡
不考虑土壤厚度时
R
L
E
P
R
L E
P
B
(白天)
B
(夜间)
地表面热量收支示意图
白天: R-P-B-LE=0
夜间: -R+P+B+LE=0
2、土壤热量平衡
考虑土壤厚度时
R
L
E
P
R
L E
P
Q
-Q
B
B
(白天)
(夜间)
地表层热量收支示意图
白天: R-P-B-LE=Q
第二章 温度
引言:一定的环境温度是植物生活的 必要条件之一,但目前还很难在大面 积上作人工控制的就是作物环境温度 --土壤温度和日温度,两者中对气温 的调节有局限性,所以,农作物的栽 培界限,主要受气温决定的。
本章重点
1、土壤的主要热性质;
2、土壤、水体及空气温度的变化特点;
3、影响土壤、水体及空气温度日变化和年变 化的环境因素;
本章主要内容
1、土壤的升温和降温; 2、土壤、水体及空气温度的变化; 3、空气的绝热变化和大气稳定度; 4、气温与农业生产之间的关系
第一节 土壤的升温和降温
一、土壤的热性质
是指土壤在热学方面所具有的特性,包括热容量、 导热率和导温率。
1、土壤热容量
单位质量(重量)或容积的土壤每升高(或降 低)1℃所需要(或放出的)的热量,被称为土 壤热容量。
矿物质虽然导热率最大,但它是相对稳定而不易变 化的。而土壤中的水、气总是处于变动状态。因此, 土壤导热率的大小主要决定于土壤孔隙的多少和含 水量的多少。
干土
湿土
当土壤干燥缺水时,土粒间的土壤孔隙被空气占领, 导热率就小;当土壤湿润时,土粒间的孔隙被水分占 领,导热率增大。因而湿土比干土导热快。
3、导 温 率
因空气的热容量很小,可忽略不计,故土壤热容量可简化为: Cv=1.9Vm+2.5Vo+4.2Vw〔J/(cm3·℃) 〕
影响土壤热容量的因素
水分、空气、矿质土粒及有机质 土壤温度变化主要受含水量、质地的影响
2、土壤导热率
导热性:
土壤吸收一定热量后,一部分用于它本身升温,一部分 传送给其邻近土层。土壤具有将所吸热量传导到邻近土层的性 能,称为导热性。
据右图,设太阳辐射 能有47%到地面,蒸腾消 耗占23%,长波净辐射占 14%,对平衡表示式 式中:
S=R±P±LE+B
S-单位时间内土壤实际获得或失掉的热量;
R-辐射平衡;
P-土壤与大气层之间的湍流交换量;
LE-水分蒸发、蒸腾或水汽凝结而造成的热量损失 或增加量;
土壤有 2.512
机质
1.930 0.0084-0.0126 0.0033-0.0050
二、土壤的升温和降温
1、土壤表面的辐射平衡
➢ 地面辐射平衡
太阳直接短波辐射(I)
地面短波反射(I+H)×α
天空(大气)短波辐射(H) 地面长波辐射 E
逆辐射(长波辐射) (G)
I+H-投入地面的太阳总短波辐射(环球辐射
夜间: -R+P+B+LE= -Q
第二节 土壤、水层及气温变化
一、土壤温度变化
Q / AT
Qd
λ= (t1 - t2 ) / d 或 AT (t1 - t2 )
土壤不同组成分的导热率
土壤组成分
石英 湿砂粒 干砂粒 泥炭 腐殖质 土壤水 土壤空气
导热率〔J/(cm2·s·℃)〕
4.427×10-2 1.674×10-2 1.674×10-3 6.276×10-4 1.255×10-2 5.021×10-3 2.092×10-4