溫度基礎(chǔ)知識

熱學(xué)計量根底知識熱力學(xué)第零定律〔熱平衡定律〕：三個熱力學(xué)系統(tǒng)A、B、C，假設(shè)A與B處于熱平衡，B與C處于熱平衡，那么A與C必定處于熱平衡。此定律為溫度概念的建立提供了實驗根底，處于同一熱平衡狀態(tài)的所有物體具有共同的宏觀性質(zhì)，決定物體熱平衡的宏觀性質(zhì)是溫度，也就是說，溫度是決定一個物體是否與其他物體處于熱平衡的宏觀性質(zhì)。溫度的概念在微觀狀態(tài)，氣體分子的平均動能與溫度有關(guān)，與熱力學(xué)溫度成正比，溫度標(biāo)志著物體內(nèi)局部子無規(guī)那么運動的劇烈程度，溫度超高就表示物體內(nèi)局部子無規(guī)那么熱運動越劇烈。溫度概念是大量分子的平均平動能相聯(lián)系的，溫度是大量分子熱運動的共同表現(xiàn)，含有統(tǒng)計意義。對于單個分子是無意義的。溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示法叫做溫標(biāo)。建立溫標(biāo)的三個要素：〔1〕選擇測溫物質(zhì)，確定它隨溫度變化的屬性即測溫屬性;〔2〕選擇溫度固定點;〔3〕規(guī)定測溫屬性隨溫度變化的關(guān)系。溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)〔Celsius)定義：水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點為0度，℃沸點溫度為100度，中間100等分，每一等分為一度，單位為攝氏度，表示作℃。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：為了比較大氣壓的大小，在1954年第十屆國際計量大會上，科學(xué)家對大氣壓規(guī)定了一個“標(biāo)準(zhǔn)〞：在緯度45°的海平面上，當(dāng)溫度為0℃時，760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。既然是“標(biāo)準(zhǔn)〞，在根據(jù)液體壓強公式計算時就要注意各物理量取值的準(zhǔn)確性。從有關(guān)資料上查得：0℃時水銀的密度為13.595×103kg/m3，緯度45°的海平面上的g值為9.80672N/kg。于是可得760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強為P水銀=ρ水銀gh=13.595×103kg/m3×9.80672N/kg×0.76m=1.01325×105Pa。這就是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值，記為1atm。熱力學(xué)溫標(biāo)1824年法國卡諾〔Carnot)提出卡諾定理：〔1〕在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機，其效率都相等，與工作物質(zhì)無關(guān)?！?〕在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱源機，其效率都不可能大于可逆熱機的效率。在卡諾定理的根底上引入一種理想絕對溫標(biāo)，它與測溫物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，這種溫標(biāo)叫做熱力學(xué)溫標(biāo)，首先由開爾文引入。氣體溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)是一種理論溫標(biāo)，不可能實現(xiàn)，但是我們可以證明理想氣體溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)是一致的，而理想氣體本身又是一種理想化的東西，好在我們可以用實際氣體來很好地逼近它，這樣就可以用氣體溫標(biāo)很好地復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)。1990年國際溫標(biāo)〔ITS-90〕熱力學(xué)溫度〔符號T〕單位為開爾文〔符號為K〕，是七個根本單位之一。定義為水三相點熱力學(xué)溫度的1/273.16。1990年國際溫標(biāo)同時定義了國際開爾文溫度符號為T90和國際攝氏度t90,它們的關(guān)系與T和t一樣即：t90/℃=T90/K-273.15溫度基準(zhǔn)：1.0.65~5K2.3.0~24.5561K3.13.8033~273.16溫度國家基準(zhǔn)雙金屬溫度計典型的固體膨脹式溫度計是雙金屬溫度計，它利用線膨脹系數(shù)差異較大的兩種金屬材料制成雙層片狀元件，在溫度變化時因彎曲形成而變形而使其另一端有明顯位移，借此帶動指針就構(gòu)成雙金屬溫度計。雙金屬溫度計數(shù)值修約規(guī)那么GB/T8170-2023術(shù)語修約間隔：修約值的最小數(shù)值單位，系確定修約保存位數(shù)的一種方式。修約間隔的數(shù)值一經(jīng)確定，修約值即應(yīng)為該數(shù)值的整數(shù)倍。

例1：如指定修約間隔為0.1，修約值即應(yīng)在0.1的整數(shù)倍中選取，相當(dāng)于將數(shù)值修約到一位小數(shù)。

例2：如指定修約間隔為100，修約值即應(yīng)在100的整數(shù)倍中選取，相當(dāng)于將數(shù)值修約到“百〞數(shù)位。有效位數(shù)：對沒有小數(shù)位且以假設(shè)干個零結(jié)尾的數(shù)值，從非零數(shù)字最左一位向右數(shù)得到的位數(shù)減去無效零〔即僅為定位用的零〕的個數(shù)；對其他十進位數(shù)，從非零數(shù)字最左一位向右數(shù)而得到的位數(shù)，就是有效位數(shù)。

例1：35000，假設(shè)有兩個無效零，那么為三位有效位數(shù)，應(yīng)寫為350×102；假設(shè)有三個無效零，那么為兩位有效位數(shù)，應(yīng)寫為35×103。

例2：3.2，0.32，0.032，0.0032均為兩位有效位數(shù)；0.0320為三位有效位數(shù)。

例3：12.490為五位有效位數(shù)；10.00為四位有效位數(shù)。

0.5單位修約〔半個單位修約〕：指修約間隔為指定數(shù)位的0.5單位，即修約到指定數(shù)位的0.5單位。修約方法：將擬修約數(shù)值乘以2，按指定數(shù)位依數(shù)字修約規(guī)那么修約，所得數(shù)值再除以2。例1：將60.28修約到個數(shù)位的0.5單位〔或修約間隔為0.5〕，得60.5。例2：將60.25修約到個數(shù)位的0.5單位〔或修約間隔為0.5〕，得60.0。

擬修約數(shù)值乘22A修約值（修約間隔為1）A修約值（修約間隔為0.5）60.25120.5012060.060.38120.7612160.5將以下數(shù)字修約到個數(shù)位的0.5單位〔或修約間隔為0.5〕0.2單位修約：指修約間隔為指定數(shù)位的0.2單位，即修約到指定數(shù)位的0.2單位。將擬修約數(shù)值乘以5，按指定數(shù)位依數(shù)字修約規(guī)那么修約，所得數(shù)值再除以5。

例1：將830修約到“百〞數(shù)位的0.2單位〔或修約間隔為20〕，得840。例:2：將842修約到“百〞數(shù)位的0.2單位〔或修約間隔為20〕，得840。

擬修約數(shù)值乘55A修約值（修約間隔為100）A修約值（修約間隔為20）8304150420084084242104200840將以下數(shù)字修約到“百〞數(shù)位的0.2單位〔或修約間隔為20〕確定修約位數(shù)的表達方式指定數(shù)位(指定修約間隔)；指定將數(shù)值修約成n位有效位數(shù)。四舍六入五考慮，五后非零那么進一，五后皆零視奇偶，五前為偶應(yīng)舍去，五前為奇那么進一，不管數(shù)字多少位，都要一次修約成。進舍規(guī)那么擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字小于5時，那么舍去，即保存的各位數(shù)字不變。例1：將12.1498修約到一位小數(shù)，得12.1。

例2：將12.1498修約成兩位有效位數(shù)，得12。擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字大于5；或者是5，而其后跟有并非全部為0的數(shù)字時，那么進一，即保存的末位數(shù)字加1。例1：將1268修約到“百〞數(shù)位，得13×102〔特定時可寫為1300〕。例2：將1268修約成三位有效位數(shù)，得127×10〔特定時可寫為1270〕。例3：將10.502修約到個數(shù)位，得11。擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字為5，而右面無數(shù)字或皆為0時，假設(shè)所保存的末位數(shù)字為奇數(shù)〔1，3，5，7，9〕那么進一，假設(shè)所保存的末位數(shù)字為偶數(shù)〔2，4，6，8，0〕那么舍棄。例1：修約間隔為0.1擬修約數(shù)值1.050修約值結(jié)果1.0

負(fù)數(shù)修約時，先將它的絕對值按數(shù)字修約規(guī)定進行修約，然后在修約值前面加上負(fù)號。例1：將以下數(shù)字修約到“十〞數(shù)位擬修約數(shù)值修約值-355-36×10不許連續(xù)修約擬修約數(shù)字應(yīng)在確定修約位數(shù)后一次修約獲得結(jié)果，而不得屢次按進舍規(guī)那么連續(xù)修約。例如：修約15.4546，修約間隔為1正確的做法：15.4546→15不正確的做法：15.4546→15.455→15.46→15.5→16

在具體實施中，有時測試與計算部門先將獲得數(shù)值按指定的修約位數(shù)多一位或幾位報出，而后由其他部門判定。為防止產(chǎn)生連續(xù)修約的錯誤，應(yīng)按下述步驟進行。1.報出數(shù)值最右的非零數(shù)字為5時，應(yīng)在數(shù)值后面加“〔＋〕〞或“〔－〕〞或不加符號，以分別說明已進行過舍、進或未舍未進。

例：16.50〔＋〕表示實際值大于16.50，經(jīng)修約舍棄成為16.50；16.50〔－〕表示實際值小于16.50，經(jīng)修約進一成為16.50。2.如果判定報出值需要進行修約，當(dāng)擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字為5而后面無數(shù)字或皆為零時，數(shù)值后面有(+)號者進一，數(shù)值后面有(-)號者舍去，其他仍按數(shù)字修約規(guī)那么進行。例：將以下數(shù)字修約到個數(shù)位后進行判定〔報出值多留一位到一位小數(shù)〕。實測值報出值修約值15.454615.5〔一〕1516.520316.5〔＋〕17-17.5000-17.5-18-15.4546-(15.5(一))-15計算法那么加減運算應(yīng)以各數(shù)中有效數(shù)字末位數(shù)的數(shù)位最高者為準(zhǔn)〔小數(shù)即以小數(shù)局部位數(shù)最少者為準(zhǔn)〕，其余數(shù)均比該數(shù)向右多保存一位有效數(shù)字。

例如：5.89+15.2551=5.89+15.255=21.145乘除運算

應(yīng)以各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)最少者為準(zhǔn)，其余數(shù)均多取一位有效數(shù)字，所得積或商也多取一位有效數(shù)字。

例如：2.1×3.124＝2.1×3.12＝6.55平方或開方運算其結(jié)果可比原數(shù)多保存一位有效數(shù)字。

例如：1.42＝1.961.233=1.861對數(shù)運算所取對數(shù)位數(shù)應(yīng)與真數(shù)有效數(shù)字位數(shù)相等。

例如：lg12.3=1.09特殊實例非連續(xù)型數(shù)值

個數(shù)、分?jǐn)?shù)、倍數(shù)、名義濃度或標(biāo)示量等是沒有欠準(zhǔn)數(shù)字的，其有效位數(shù)可視為無限多位；

常數(shù)π、e和系數(shù)2，1/2等數(shù)值的有效位數(shù)也可視為是無限多位。例如：1.分子式“H2S04〞中的“2〞和“4〞是個數(shù)；2.含量測定項下“每1ml的××××滴定液〔0.1mol/L〕〞中的“0.1〞為名義濃