1. 热力学第零定律 热力学第零定律涉及温度的热力学定义。设想有两个热力系，最初它们分别处于某平衡 态。如果使这两个热力系发生热接触，则可能出现两种结果。一种可能是，两系统都发生状 态变化，直至两系统处于某新的状态而不再变化时为止。这种新的状态我们称为热平衡状态。 另一种可能是，在热接触中两系统都不发生状态变化，这意味着它们在刚接触时即已达到了 热平衡。根据这个事实，可以把热平衡的概念用到两个不发生热接触的系统。 若有三个热力系A、B、C,将B、C系统隔开而让它们同时与A接触，经历一段时间后A 和B以及A和C都将分别达到热平衡。这时，如果再使B、C发生热接触，则可发现B、C 也处于热平衡中。由此得出结论：如果两个热力系中的每一个都与第三个系统处于热平衡， 则它们彼此也处于热平衡。这种说法称为热力学第零定律。它是由经验得到的结果，而不可 能从其它定律中推论出来。 热力学第零定律为建立温度的概念提供了实验基础。根据这个定律，处于热平衡状态的 所有热力系（不论它们是否产生热接触），必定有某一宏观特性是彼此相同的。我们把描述此 宏观特性的物理量叫做温度，也就是说，温度是决定一系统是否可与其它系统处于热平衡的 物理量。它的特征是，一切处于热平衡的系统都具有相同的温度。由以上的讨论还可以看到， 温度是描述平衡热力系特性的一个状态参数，温差则是驱动热流的不平衡势。 2.温度标尺 热力学第零定律除了为建立温度概念提供实验基础外，它也是进行温度测量和建立经验 温度标尺的理论基础。 上面给出的温度定义是定性的，为了对温度进行定量度量还需要确定温度标尺。温度标 尺是表示温度高低的尺度，简称温拯。 物体的温度用温度计测量。当温度计与任何被测系统接触时，如果二者不处于热平衡， 则将引起温度计中测温物质的状态变化，直至二者达到热平衡时为止。这样，我们可利用测 温物质在两系统相互作用中所引起的某种特性的变化，将被测系统的温度显示出米。温度测 量常利用物质的下述特性：()温度变化时固体、液体、气体的容积变化：(2)定体积下气体
1. 热力学第零定律 热力学第零定律涉及温度的热力学定义。设想有两个热力系，最初它们分别处于某平衡 态。如果使这两个热力系发生热接触，则可能出现两种结果。一种可能是，两系统都发生状 态变化，直至两系统处于某新的状态而不再变化时为止。这种新的状态我们称为热平衡状态。 另一种可能是，在热接触中两系统都不发生状态变化，这意味着它们在刚接触时即已达到了 热平衡。根据这个事实，可以把热平衡的概念用到两个不发生热接触的系统。 若有三个热力系 A、B、C，将 B、C 系统隔开而让它们同时与 A 接触，经历一段时间后 A 和 B 以及 A 和 C 都将分别达到热平衡。这时，如果再使 B、 C 发生热接触，则可发现 B、C 也处于热平衡中。由此得出结论：如果两个热力系中的每一个都与第三个系统处于热平衡， 则它们彼此也处于热平衡。这种说法称为热力学第零定律。它是由经验得到的结果，而不可 能从其它定律中推论出来。 热力学第零定律为建立温度的概念提供了实验基础。根据这个定律，处于热平衡状态的 所有热力系(不论它们是否产生热接触)，必定有某一宏观特性是彼此相同的。我们把描述此 宏观特性的物理量叫做温度，也就是说，温度是决定一系统是否可与其它系统处于热平衡的 物理量。它的特征是，一切处于热平衡的系统都具有相同的温度。由以上的讨论还可以看到， 温度是描述平衡热力系特性的一个状态参数，温差则是驱动热流的不平衡势。 2．温度标尺 热力学第零定律除了为建立温度概念提供实验基础外，它也是进行温度测量和建立经验 温度标尺的理论基础。 上面给出的温度定义是定性的，为了对温度进行定量度量还需要确定温度标尺。温度标 尺是表示温度高低的尺度，简称温标。 物体的温度用温度计测量。当温度计与任何被测系统接触时，如果二者不处于热平衡， 则将引起温度计中测温物质的状态变化，直至二者达到热平衡时为止。这样，我们可利用测 温物质在两系统相互作用中所引起的某种特性的变化，将被测系统的温度显示出来。温度测 量常利用物质的下述特性：(1)温度变化时固体、液体、气体的容积变化；(2)定体积下气体
压力随温度的变化：(3)固体温度变化时的电阻变化：（④两种不同材料的导线在接触点温度 不等时产生的热电势：（⑤）辐射强度随温度的变化（用于高温测量）：(6)磁效应（用于极低温 度测量)：等等。 在温度测量中，温度计作为第零定律中所说的第三个系统。如果将它加以刻度，并与任 意热力系接能而达到热平衡，则该系统的温度即可测出。 任何一种温标的建立，除选择一定的测温手段外，还需要解决两方面的问题：一是确定 温标的基准点，另一是确定分度的方法。温标的基准点和分度方法的选择是人为的。例如在 米制单位中取水在1标准大气压下的冰点作为0度，汽点作为100度，其间分为100个分度， 并把温度视为测温物质取作温度标志的某特性量的线性函数来进行标定（例如把温度视为测 温液体体积的线性函数)。按这样的规则标定的温度称为摄氏温度，单位为℃。 如上所述，摄氏温标是利用两个固定点（冰点和汽点）来定义的。温标也可以用一个固定 点来定义，热力学绝对温标即是如此。下面将要介绍的理想气体温标也是用这种方法定义的。 理想气体温标依据这样的事实，即当气体压力趋于零时可视之为理想气体而满足如下的 状态方程： pV=mR.T 式中，、K下瓜、尼分别为气体的压力、体积、温度、质量和气体常数。利用上述关系式 建立的温标称为理想气体温标。T即为在该温标上读出的温度。 理想气体温度计有定体积和定压两种。前者利用一定量的气体在定休积时其压力与温度 成正比的关系，通过压力测量以进行温度测量。此时有 式中V为常数。后者利用压力一定时一定量气体的体积与温度成正比的关系，通过体
压力随温度的变化；(3)固体温度变化时的电阻变化；(4)两种不同材料的导线在接触点温度 不等时产生的热电势；(5)辐射强度随温度的变化(用于高温测量)；(6)磁效应(用于极低温 度测量)；等等。 在温度测量中，温度计作为第零定律中所说的第三个系统。如果将它加以刻度，并与任 意热力系接触而达到热平衡，则该系统的温度即可测出。 任何一种温标的建立，除选择一定的测温手段外，还需要解决两方面的问题：一是确定 温标的基准点，另一是确定分度的方法。温标的基准点和分度方法的选择是人为的。例如在 米制单位中取水在 1 标准大气压下的冰点作为 0 度，汽点作为 100 度，其间分为 100 个分度， 并把温度视为测温物质取作温度标志的某特性量的线性函数来进行标定(例如把温度视为测 温液体体积的线性函数)。按这样的规则标定的温度称为摄氏温度，单位为℃。 如上所述，摄氏温标是利用两个固定点(冰点和汽点)来定义的。温标也可以用一个固定 点来定义，热力学绝对温标即是如此。下面将要介绍的理想气体温标也是用这种方法定义的。 理想气体温标依据这样的事实，即当气体压力趋于零时可视之为理想气体而满足如下的 状态方程： pV =mRgT 式中，p、V、T、m、Rg分别为气体的压力、体积、温度、质量和气体常数。利用上述关系式 建立的温标称为理想气体温标。T 即为在该温标上读出的温度。 理想气体温度计有定体积和定压两种。前者利用一定量的气体在定体积时其压力与温度 成正比的关系，通过压力测量以进行温度测量。此时有 T V mR p g = 式中 V mRg 为常数。后者利用压力一定时一定量气体的体积与温度成正比的关系，通过体