物理化学课程(2)公开课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,第十章 温度计量,温度计量与人类生产生活有着亲密关系，对旳测量温度有十分重要意义。,第1页,第一节 温度与温标,一、温度,温度是表征物体冷热程度物理量。温度单位是,开尔文(K)，定义为水三相点热力学温度1/273.16，,具有很高精确度和复现性(优于0.1mK)。,二、温标,温标是温度量值表达法。在平常中常用有华,氏、摄氏、热力学和国际温标。,2,第2页,3,（一）华氏温标,17华伦海特首先制造了性能可靠水银温度计,并于1724年公布该温标。单位为华氏度，表达为正。目前已用得较少，它规定在原则大气压下冰融点为32华氏度，水沸点为212华氏度，中间等分为180份，每一等份称为华氏一度，符号用，它和摄氏温度n关系如下：m=1.8n+32,（二）摄氏温标,第一种提出百度温标是摄尔修斯。1742年他建立了百度温标，以冰点为0度，沸点为100度。1750年他接受斯托墨提议。把两点对调，这才变成目前摄氏温标。单位为摄氏度，表达为o。,第一节 温度与温标,第3页,（三）热力学温标,热力学温标也称开尔文温标，它是把-273.15作为零度温标。两个热源热力学温度比值被定义为在这两个热源之间工作可逆热机所吸取和放出热量比值，选水三相点为原则点，规定其值为273.16,热力学温标特点：,热量反应是物体互相热传递作用过程中特性，因此热力学温标不依赖测温质，具有普遍性，绝对性,4,第一节 温度与温标,第4页,（四）国际温标,国际温标是经国际协商、决定采用一种国际上通用温标。他是热力学温标详细体现。我国从1991年7月1日开始施行“1990年国际温标”。90温标定义了国际开尔文温度符号T90；摄氏符号为t90。,5,第一节 温度与温标,第5页,建立温标三要素：选择测温物质，确定它温度变化属性选择温度固定点规定测温属性随温度变化关系,奶瓶温度计,6,第一节 温度与温标,第6页,温度直接计量措施，就是指计量温度元件与被计量对象直接接触。,温度直接计量措施所用仪器有金属电阻温度计、玻璃液体温度计、热电偶等。,第二节 温度计量措施和仪器,第7页,1、电阻温度计,电阻温度计包括金属(如：铂、铟、铜等)、合金(如：铑铁、铂钴、金钴等)和半导体温度计(如锗、硅等)。纯金属和合金制成温度计具有正电阻温度系数，而半导体温度计具有负电阻温度系数。一般，电阻温度计计量范围较宽，从0.lK一1000K，都可以找到合适温度计；,第二节 温度计量措施和仪器,第8页,1）电阻温度计测温原理,金属电阻率与金属散射概率p成正比，而金属晶格中离子振动随温度上升而增强，这增长电子与离子间碰撞概率，电阻率随温度T上升而增长。运用这种关系可以制成温度敏感元件，做成电阻温度计。,第二节 温度计量措施和仪器,第9页,2）理想测温金属应满足如下规定：,(1)金属纯度要高，使剩余电阻在较宽温区内,没有影响；,(2)电阻温度系数要大，使能抵达比较高敏捷,度。定义是：温度T变化1时电阻值R相对变化,量。,第二节 温度计量措施和仪器,第10页,(3)电阻率要比较大。由于电阻率大，电阻体体积就可以相对缩小，从而使得元件热容量和热惯性对应减小改善响应时间；,(4)电阻与温度函数关系应尽量靠近线性。使得计算温度程序简化。,(5)应易于加工，亦就是可以拉制成丝状，并可以绕成一定形状。,第二节 温度计量措施和仪器,第11页,3）铂电阻温度汁,铂电阻温度计是用高纯铂丝制成温度汁，它精确度高，稳定性好，性能可靠。,按ITS90规定，铂电阻必须是用退过火、无应力纯铂丝制成，其电阻比W(T90)定义为,第二节 温度计量措施和仪器,第12页,4)玻璃体温度计,玻璃液体温度计是基于工作物质液体在玻璃毛细管中热胀冷缩作用原理进行测温。使用简朴，测量成果有足够高精确度，并且价格廉价，广泛应用于-100500范围测量。,5）热电偶温度计,热电偶温度计是运用热电效应进行测温。两种不一样样导体两端结合构成回路，当两个结合点温度不一样样时，会在回路中产生热电势，即热电现象。热电偶按使用状况可分为原则和工作用。,第二节 温度计量措施和仪器,第13页,2、低温计量,在第一温区（），ITS-90规定由3He和4He蒸气压与温度关系式来定义，它是基于封闭系统中两相系饱和蒸汽压与温度对应关系。,在第二温区（），用氦气体温计来定义。,原理是波尔定律：一定质量理想气体在温度保持不变状况下，它压强与体积成反比。,14,第二节 温度计量措施和仪器,第14页,3,、中温计量,在第三温区（13.8033-1234.93K),内插仪器是铂电阻温度计。原理是金属电阻随温度变化而变化。,常用有三种：,原则长杆式铂电阻温度计,原则套管杆式铂电阻温度计,原则高温杆式铂电阻温度计。,15,第二节 温度计量措施和仪器,第15页,4,、高温计量,第四温区（温度不小于1234.93K），按照普朗克辐射定律来定义，内插仪器是光电高温计，并通过温度灯来复线亮度温度。,1）计量原理,普朗克定律是19普朗克运用记录理论推到出黑体单位表面积向外发射单位波长能量是温度单指函数。通过辐射测量某一波长下单色辐射出射度测量得出黑体温度。,16,第二节 温度计量措施和仪器,第16页,2）计量器具,最早辐射测温仪表是以光学高温计为代表亮度测温仪表，1968年国际使用温标规定银凝固点以上温度采用光学高温计作为内插仪器。后来人们运用光电检测元件替代人眼，发展了光电高温计。,17,第二节 温度计量措施和仪器,第17页,18,第二节 温度计量措施和仪器,第18页,5,、固定点复现,ITS-90温标定义固定点重要是三相点和金属凝固点，水三相点地实现是用水三相点瓶。目前大量使用是玻璃水三相点瓶。图：,水三相点瓶,19,第二节 温度计量措施和仪器,第19页,6、热流和热度计,热流是温度导出量，用仪器来测量热量转移。测量热量转移仪器称为热流计或热流传感器。,目前应用最多热流计有两种：一种是导热式测量原理，另一种是辐射式测量原理。,7、温度指示和调整仪,温度指示和调整仪是运用被测物体温度变化时，感温元件将被测对象温度转变成为电量信号传递给温度指示和调整仪，由温度指示仪、温度指示和调整仪；指示方式分为模拟式和数字式。,第二节 温度计量措施和仪器,第20页,8、湿度,湿度是描述空气（或其他气体）中水汽含量参数。,湿度表达措施：混合比,水汽分压,摩尔浓度,相对湿度,漏点温度,第二节 温度计量措施和仪器,第21页,1、玻璃液体温度计构造如图所示。贮液泡中贮有测温介质（如水银、酒精、甲苯等）。毛细管与贮液泡相溶接,测温介质充斥贮液泡和毛细管中一部分。当贮液泡温度发生变化时,毛细管中液柱弯月面就升高或减少,升或降数值与温度变化大小有关,从液柱高下就可以读出温度。,玻璃液体温度计构造图,补充：常用温度计,第22页,2、压力式温度计,压力式温度计构造如图所示,它由密闭温度测量系统和指示仪表两部分构成。密闭温度测量系统由温泡、毛细管及弹簧管构成。压力式温度计运用气体、液体或低沸点液体作为感温物质填充于密闭温度测量系统内,当温泡内感温物质受到温度作用时,密闭系统内压力产生变化,同步引起了弹簧管弯曲率变化并使其自由端发生位移,然后通过连杆和传动机构带动指针,在刻度盘上直接显示出温度变化值。,压力式温度计构造图,补充：常用温度计,第23页,补充：常用温度计,3、热电偶,由导体材料A、B构成闭合回路，其接点温度分别为T、T0,假如TT0，则必存在着两个接触电势和两个温差电势，回路总电势：,T,0,T,e,AB,(,T,),e,AB,(,T,0,),e,A,(,T,T,0,),e,B,(,T,T,0,),A,B,N,AT,、,N,AT0,导体,A,在结点温度为,T,和,T,0,时电子密度；,N,BT,、,N,BT0,导体,B,在结点温度为,T,和,T,0,时电子密度；,A,、,B,导体,A,和,B,汤姆逊系数。,+,0,0,ln,0,BT,AT,N,N,e,kT,第24页,热电偶选用应当根据被测介质温度、压力、介质性质、测温时间长短来选择热电偶和保护套管。其安装地点要有代表性，安装措施要对旳，下图是安装在管道上常用两种措施。,热电偶安装图,第25页,26,本节结束,第26页,