【種花家務(wù)·物理】2-4-07絕對溫標(biāo)『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』

2023-06-26 15:32:31 來源 : 嗶哩嗶哩

【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第四章氣體的性質(zhì)

(資料圖片)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的。】?

§4-7絕對溫標(biāo)

【01】到現(xiàn)在為止，我們使用的都是百分溫標(biāo)，它的零度是和冰的熔點一致的。從§4-5中可以看出，在體積不變時，氣體的壓強并不跟攝氏溫度成正比。

【02】例如，在91C時氣體的壓強等于4大氣壓，而在182C時氣體的壓強則等于5大氣壓。這里按攝氏溫標(biāo)氣體的溫度增加了一倍，而氣體的壓強卻只增加了1/4倍。事實上這并不奇怪，因為攝氏溫標(biāo)是任意規(guī)定的，完全跟氣體的性質(zhì)無關(guān)。但是我們也可以利用氣體定律來規(guī)定一種溫標(biāo)，下面就用查理定律為例來說明。

【03】設(shè)在溫度 t? 時，氣體的壓強等于 P?，依據(jù)查理定律，。在溫度 t??時，氣體的壓強等于。

【04】將上面兩式相除，得到? 。

【05】我們把 273＋t 當(dāng)做這種新的溫標(biāo)的溫度數(shù)值。可以看出，這種溫標(biāo)的分度法和攝氏溫標(biāo)相同，即在這種溫標(biāo)上相差 1 度時，攝氏溫標(biāo)上也相差 1 度；但是它的零度卻在冰點以下 273 度，也就是在攝氏溫標(biāo)零下 273 度。

【06】英國物理學(xué)家威廉·湯姆孫（開耳芬）(1824~1907)首先引用了這種溫標(biāo)。我們把它稱為絕對溫標(biāo)或開氏溫標(biāo)；它的零度，即－273°C，叫做絕對零度。

【07】絕對溫標(biāo)的溫度通常用 T 來代表，并且在溫度的度數(shù)后面加上一個 K 字，例如絕對溫度373 度記作373K? 。由此可見，絕對溫標(biāo)跟攝氏溫標(biāo)的關(guān)系如下：T＝t＋273；t＝T－273。

【08】如果應(yīng)用絕對溫標(biāo)，那么在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下，冰的熔點就是T?＝273K，水的沸點就是T＝373K? 。

【09】根據(jù)上面所講：，，

【10】將兩式相除得??? 。

【11】它表示，一定質(zhì)量的氣體在體積不變的條件下，它的壓強跟絕對溫度成正比。這是查理定律的新的表達形式。

【12】對蓋·呂薩克定律的公式進行類似的討論后，我們也能夠得到蓋·呂薩克定律新的表達形式：? 。

【13】這就是說，一定質(zhì)量的氣體在壓強不變的條件下，它的體積跟絕對溫度成正比。

例12.設(shè)鋼筒中的氣體在 t?＝25℃時的壓強為 P?＝40大氣壓，求當(dāng)溫度 t?＝35℃時的壓強是多少？

【解】按題意：t?＝25°C，P?＝40大氣壓，t?＝35°C? 。

鋼筒的容積可以認為沒有變化，所以氣體的體積不變。

首先要把攝氏溫度化為相應(yīng)的絕對溫度。氣體的絕對溫度分別是：T?＝273＋25＝298K；T?＝273＋35＝308K? 。