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物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志,那温度为什么还可以是0或者为负数呢

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解决时间 2021-02-08 10:45
物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志,那温度为什么还可以是0或者为负数呢
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经典物理给出平均动能与温度之间的关系为 E=3/2kT,此处的T是热力学温标下的温度,以K(开尔文)为单位,一定是个大于零的数值(热力学第三定律告诉我们绝对零度不能达到),你说的温度使我们日常生活中常用的摄氏温标,而物理研究中常用的是热力学温标,摄氏温标与热力学温标之间有这样的关系,0℃=273.15K,1K=1℃.
再问: 这两种温度有区别么?与能量有什么关系?
再答: 其实这就是两种不同的计量温度的方法。在物理学中,温度被定义为一个决定一系统是否与其他系统处于热平衡的物理量(与我们平时认知的反应物体冷热的程度有一定的区别),将温度的表示法叫做温标,因为温度无法直接测量,我们只能先规定一种测温质(如水银),测温质的测温属性(如水银柱的长度)以及测温零点,但是选择不同的测温方法得到的温标是不同的,我们把这些温标叫做经验温标,摄氏温标就是一种经验温标,而热力学温标的计量与测温质无关,所以更有普遍性,也更能体现系统的物理性质。所以大部分物理公式如理想气体公式中的T都是以K为单位(可以用t=T-273.15把K转化成℃但是没有必要)
在用分子动理论解释气体的微观本质时,得到了分子平均平动动能与温度的关系,平均平动动能是与热力学温度成正比的,这是从微观角度说明了温度的物理意义,注意这里也是热力学温度
更深入的了解,你可以参考一些热力学教材~


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