5.各種湿度計 E=a+ot+ct2 (3) 其中三個常數a,b,c由三個溫度的電動势來定。道三個溫度是:( 銻點,銻點的溫度數值由純鉑電阻溫度計測定,須近於630.5°C,(二) 銀點(郎銀的熔點)960.8°C,(三)金點1063.0°。樣所定的溫庋是銻 點與金點之間的國際標準温度。實際溫差電動勢的數值豹每度11徽 伏,而金點的電動势豹10.3毫伏。 用他種金屬所製的溫差電偶也可用來量溫度,用起來很方便,但是 準確度和可靠性都不如鉑電偶。各種溫差電偶的應用範圍也很廣,甚 至一到較氧點更低的溫度都可用,但準確度不及鉑電阻溫度計。 (戊)高温計 高溫計有兩種,種是幅射高溫計,一種是光測高溫計,這兩所 測的溫度都是粞對溫度。這兩種所測量的不是高溫物體本身的溫度 而是測量高溫物體所輻射的熱量,再應用輻射公式推算出高溫物體的 溫度。當物體的溫度高於金點時,高溫計所測得的溫度在目前是唯 的標準溫度。測量輻射熟量的方法是測量一個物體在吸收輻射熟之後 的溫度改,而個溫度改糖用溫差電偶測量。 輻射公式有兩種,一種用於輻射高溫計,種用於光測高溫計。用 於輻射高溫計的是斯忒藩定律( Stefan): m 其中駑輻射通量密度,駑粞對溫度,σ駑斯忒藩常數,敷值駑(見 的) =5686×10-5爾格·(厘米)-2度4·秒-1。 用於光測高溫計的是普朗克( Planck)2式: d c1dλ 入5e (6) 其中w观λ駑在波長間隔(λ,λ+dλ)之内的輻射能蔤度,及￠2籥兩個 輻射常數
第一章溫度 C1=49919×10-15爾格·厘米,c2=1.4388厘米·度。 光測高溫計所量的輻射能量是在一個小的波長範圍之内的,這樣所定 的溫度往往與波長有,因此卟做色温度。 高溫計的_個特點,是不疽接與所要親測的物體接觸,所以可以用 來量垦體的溫度。這樣所量出的太陽表面溫度約6000°C。 高溫計所用的輻射公式(4)和(5)是黑體輻射公式,但實際物體並 非黑體,所以量得的溫度往往較貨際略低。因此,這樣量得的溫度叫做 黑體温度。 (己)蒸氣]温度計 蒸氣壓溫度計是一種測低溫的儀器,它的原理是根據蔻個事實,即 一個化學鈍的物體的飽和蒸氣壓與它的沸點有一定的關係。假如這個 關倸已先知,就可用量氣壓的方法來定溫度。在溢度很低的時候,例如 在一259°C到一190°C之問,可用氮氣及氫氣的蒸氣壓溫度計,假定他 們的飽和蒸氣壓已觚先測出了。測定蒸氣壓所根據的標準溫標仍然需 媭用氣體溫度計來確定,不過氣體溫度計須在氟壓較低的情形下才能 使用。 (庚)磁温度計 磁溫度計的原理是根據順磁體的磁化率與溫度的關係(居里定 律): (6 其中x是磁化率,C是常數。這種溫鹿計在低溫特別有用,是1^K以 下唯一的溫度計。但是由於居里定律(6)不是絕對正確的,所以量得的 絕對溫度們也不硚可靠。根據居里定律所定的溫標名駑磁温標,以 後在19節中將討論如何由磁溫標仳鐍熱力學絕對溫標。 *6.氣皚温度計的改正 一惆氣體溫度計的讀數換駑氣體溫標時必須作下面幾個改正:
6.氣體温度計的改正 )對於容器膨脹的收正。作這一項改正時,可假定容器的髓積與溫 度作線性的增加:V=V(1+a1),其中a1駑容器的膨脹倸數,數值由 實驗測定,大約在106到105之間。(二)對容器各部溫度不均匀的改 正。(三)對與玻意耳定律差異的改正。 我們假設前面兩個改正已作過了,現在專討論最後一個改正。 切實氣體的性質都多少與玻意耳定律有些差別。在3節中提 到昂尼斯所是出的物態方程,郎 y=A+Bp+Cp2+Dp3+… 這個物態方程在1922年以後禽霍耳本( Holborn)和奥托(Oto)等所廣 泛應用。昂尼斯本人所用的却是下列形式 y=A++v+切+ 2 其中A,B,C,D是溫度的函敷,他們也和A,B,O,D一樣,名篇獾里 係數。這兩粗雜里俑數的關係是 B'=AB, C=A2C+AB2 D=A3D+342BC+AB 用P駑獨立變數時,(1)式較駑方便;用V烏獨立變數時,(2)式較駑方 便 現在應用(1)式求t的改正,也就是求與氣體溫標t的關係。根 據定義(見2節,方程(1)) 100V1-V0po 由(1)得 poVo=Ao+Bopo+Copo+ V1=A1+B1P0+C1P8 (5) V=A+Bpo+Cpo+ 觚驗證明在求溫虔計的改正時,只需前兩個雜里係數就够了。略去第 三耩里係敷O及其以後的各項,代人(4)式,得 p_(A-A0)+(B-B0)o (4) 100(A1-Ao)+(B1-B0)
第一章溫度 根據氣體溫標t的定義(見2節,方程(3)),當趨於謇,即趨 於右在(5)式中合p-0得 A-d 100A1-A 設引進一常數a,由下式規定 A1-Ao=100A0a, (6) 則代入上式,得t與A的關係駑 A=A(1+a) 把(6)及(代廴(4)式消去A及A1,經過簡化得 t,=3(B1 B-B 8) 100 道就是所求的溫度忉的改正公式,由道個公式,可從測得的t算出氣體 溫標t 同樣的計算,應用物態方程(2),可求得t的公式及v的改正各篇 t=(a-4n)+(B,-B), (9) 100( t-t={(B1-B) 100 (B-B) Agave (10) 應用物態方程(1)也可得到t的改正,不逼精果比(10)要模雜些。 粗略看來,似乎由(7)式就可定氣體溫標t,不必用(8)式或(10)式。 仔細考慮,其實不然,因駑(8)式或(10)式希出t的徽小改正值,比(7) 式所耠的t值本身要精確些。 現在討論應用物態方程去定冰點的粞對温度的數值。根據3節的 (15)式冰點的絕對溫度等於a的倒數: 0 在3節中會提到,當壓强趨於零時,物態方程趨於yV=A。所以應當有 A=8。冠說明本節中通過丕式(6)所引進的常數a,與3節中的(6)式 所引進的a一樣。粗略看來,似乎由a的定義(6)式郎可確定它的數
種新的定標华溫度法 傾。實際上,由(6)式所定的a的數值不够準確,其理由不用(7)式來 定t差不多。現在定a的最準碓的方法,是求在冰點的玊均膨脹倸敷 及玊均壓强係數在壓强趨於零時的極限值,其理論如下。 設α駑冰點到汽點的平均膨脹係敷,β駑冰點到汽點的吓均壓强 係數,他們的定羲是 a V1=y 100V0 B=2 (12) 1000 把(5)式中的V和V1代a的定義得 (A1-Ao)+(B1-B0) 100(Ao+B0P) 應用(6)式消去A1,解過簡化,得 a=正+(Bc B1 100丿A (13) 個式子指出當p0-→>0時,a-+a,同時也指出如何由值接測量得的a 去計算a。 同樣,由不均壓强係數β,應用物態方程(2),得 B+(B- Bi-BO 100 根據a及β的實驗數據,解過用入式計算後,求得① a=0.0036608, mo=273165±015 在本書中將探用T0=273.16。 *7.一種新的定標準温度法 早在1848年絕對溫標的創造者開耳芬就會指出,只須選定某固 定點的粞對溫度的數值,絕對溫標就完圣確定了。闌於這一點將來在 ①叁阳J.A. Beattie, The thermodynamic temperature of the ice point, Tenmperature(Reinhold, New York, 1941), pp 74-88