應(yīng)用物理課件：溫度

溫度

1.1熱學(xué)基本概念1.2熱力學(xué)第零定律1.3溫標(biāo)1.4實(shí)用溫度計(jì)

1.1熱學(xué)基本概念

1.1.1系統(tǒng)與外界

1.系統(tǒng)和外界

熱學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)分支，是研究物質(zhì)有關(guān)熱現(xiàn)象規(guī)律的科學(xué)。實(shí)驗(yàn)表明一切宏觀物質(zhì)都由大量微觀粒子組成，這些微觀粒子以各自的方式相互作用，并處于不停的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)之中，而熱現(xiàn)象是組成物質(zhì)的大量微觀粒子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。因此，熱學(xué)所研究的對(duì)象是由大量微觀粒子組成的宏觀物體。它可以大到星球小到一粒細(xì)沙；它可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的物體系。這種被研究的客體稱為熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為系統(tǒng)。熱力學(xué)系統(tǒng)在宏觀上具有一定尺度，但在微觀上數(shù)目必須很大，即體積可以很小，但必須包含大量的微觀粒子。只有很少數(shù)粒子組成的系統(tǒng)不是熱力學(xué)的研究對(duì)象，熱力學(xué)不研究單個(gè)粒子的行為，它研究大量微觀粒子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。與熱力學(xué)系統(tǒng)相互作用著的周圍環(huán)境稱為外界。如把汽缸中的氣體當(dāng)作系統(tǒng)時(shí)，活塞、汽缸壁、汽缸外的空氣就是外界。又如，處在磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)，若把磁介質(zhì)看成熱力學(xué)系統(tǒng)，則外加磁場(chǎng)就是系統(tǒng)的外界。

2.系統(tǒng)的分類

根據(jù)系統(tǒng)和外界之間有無(wú)能量和物質(zhì)的交換，可以把系統(tǒng)分為三類：開(kāi)放系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)，孤立系統(tǒng)。

開(kāi)放系統(tǒng)是指與外界既有物質(zhì)交換，又有能量交換的系統(tǒng)，如放在空氣中的一杯熱水，就是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)；與外界沒(méi)有物質(zhì)交換，但有能量交換的系統(tǒng)稱為封閉系統(tǒng)，如封閉在汽缸中的氣體便是封閉系統(tǒng)的例子，由于汽缸是密閉的，使氣體與外界沒(méi)有物質(zhì)交換，但可以有能量交換，如給系統(tǒng)加熱或做功等。與外界既沒(méi)有物質(zhì)交換，也沒(méi)有能量交換的系統(tǒng)稱為孤立系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)是一個(gè)理想模型，自然界中并不真正存在這種系統(tǒng)，但當(dāng)系統(tǒng)與外界的相互作用小到可以忽略時(shí)，可近似地將其看成是孤立系統(tǒng)。例如把地球當(dāng)作系統(tǒng)時(shí)，宇宙中其它星球就是外界，由于二者之間的相互作用很小，因此地球可看做孤立系統(tǒng)。1.1.2平衡態(tài)與狀態(tài)參量

1.平衡態(tài)

一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在不受外界影響的條件下，宏觀性質(zhì)(如密度、溫度和壓強(qiáng))不隨時(shí)間變化的狀態(tài)，稱之為熱力學(xué)平衡態(tài)，簡(jiǎn)稱平衡態(tài)，反之稱為非平衡態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明，如果系統(tǒng)不受外界影響，則經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，系統(tǒng)的狀態(tài)必定會(huì)達(dá)到熱力學(xué)平衡態(tài)；達(dá)到了平衡態(tài)以后，將長(zhǎng)時(shí)間保持這種狀態(tài)。只有受到外界影響時(shí)，平衡態(tài)才會(huì)被破壞。熱力學(xué)平衡態(tài)與力學(xué)中的平衡不同，處于熱力學(xué)平衡態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)的分子和原子仍處在不斷的運(yùn)動(dòng)之中，但分子和原子運(yùn)動(dòng)的平均效果不變，而這種平均效果就表現(xiàn)為系統(tǒng)達(dá)到了宏觀的平衡態(tài)。因此，熱力學(xué)平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡。

所謂沒(méi)有外界影響，是指外界對(duì)系統(tǒng)既不做功，又不傳熱。假設(shè)外界對(duì)系統(tǒng)發(fā)生影響，系統(tǒng)就不能保持在平衡態(tài)。不能把平衡態(tài)簡(jiǎn)單地說(shuō)成是不隨時(shí)間改變的態(tài)，也不能簡(jiǎn)單地說(shuō)是外界處在條件不變的狀態(tài)。沒(méi)有外界影響和宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化這兩個(gè)條件缺一不可。例如取一根金屬棒，一端與高溫?zé)嵩唇佑|，另一端與低溫?zé)嵩?熱源的特點(diǎn)是不論其吸收或放出多少熱量，其溫度不變)接觸，如圖1-1所示。此時(shí)棒的溫度雖然各處不同，但不隨時(shí)間改變，外界高低溫?zé)嵩吹臏囟纫哺髯跃S持不變，但是這時(shí)卻有熱量不斷地從棒的一端向另一端傳遞，因此棒不是處在平衡態(tài)。圖1-1金屬棒傳熱圖

2.狀態(tài)參量

人們可以用位移、速度和加速度等物理量來(lái)描述一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的狀態(tài)，那么如何描述一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)呢？為了描述系統(tǒng)不同的狀態(tài)，需選擇若干個(gè)獨(dú)立變化的、可以測(cè)量的宏觀物理量，這些物理量叫做狀態(tài)參量。假設(shè)我們所研究的系統(tǒng)是氣體系統(tǒng)，它的質(zhì)量是一定的。如果將此氣體封閉于一定體積的容器中，并對(duì)它加熱，則氣體的壓強(qiáng)增加了。反之，若將此氣體在一定的壓強(qiáng)下加熱，則氣體的體積將會(huì)膨脹。由此可見(jiàn)，要描述這種氣體的狀態(tài)至少需要兩個(gè)量，一個(gè)是體積，一個(gè)是壓強(qiáng)。這兩個(gè)量就是氣體系統(tǒng)的狀態(tài)參量。狀態(tài)參量不同，系統(tǒng)的狀態(tài)就不同。

1.1.3系統(tǒng)與外界相互作用的方式

當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，如果沒(méi)有外界的影響，系統(tǒng)不能改變自己的狀態(tài)。只有當(dāng)外界對(duì)系統(tǒng)施加作用與影響時(shí)，其狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化。系統(tǒng)與外界之間的相互作用可以分為以下三類。

(1)力的相互作用。力的相互作用表現(xiàn)為系統(tǒng)對(duì)外界或外界對(duì)系統(tǒng)做功。其所產(chǎn)生的效果是通過(guò)做功來(lái)改變系統(tǒng)的能量，從而改變系統(tǒng)的狀態(tài)。例如，汽缸中氣體被活塞壓縮就是這種相互作用。

(2)熱的相互作用。熱的相互作用表現(xiàn)為系統(tǒng)與外界直接進(jìn)行熱接觸。其所產(chǎn)生的效果是通過(guò)熱接觸傳遞的熱量，來(lái)改變系統(tǒng)與外界的狀態(tài)。例如，將一塊被加熱的金屬放進(jìn)一桶冷水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，可觀察到金屬的狀態(tài)(溫度)發(fā)生了變化。

(3)物質(zhì)交換的相互作用。物質(zhì)交換的相互作用表現(xiàn)為系統(tǒng)與外界發(fā)生物質(zhì)交換。其所產(chǎn)生的效果是改變了系統(tǒng)與外界的化學(xué)成分和含量，因而改變了系統(tǒng)與外界的狀態(tài)。例如杯中的水蒸發(fā)為水蒸氣就是這種情況。

對(duì)于封閉系統(tǒng)，只有前兩類相互作用，因?yàn)榉忾]系統(tǒng)與外界沒(méi)有物質(zhì)交換，但可能有能量交換。對(duì)于開(kāi)放系統(tǒng)，三類相互作用都可以存在。

1.2熱力學(xué)第零定律

溫度表示物體的冷熱程度，即熱的物體溫度高，冷的物體溫度低。這一概念來(lái)源于人們對(duì)冷熱現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)感知，它只有相對(duì)的意義，無(wú)法用于客觀的、定量的測(cè)量。這種建立在主觀感覺(jué)之上的溫度的概念隨意性很大，不能定量地描述物體的冷熱程度，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。大家可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：把左手浸在一盆熱水中，把右手浸在一盆冷水中，幾分鐘后再把兩只手同時(shí)浸入一盆溫水中，左手感覺(jué)到水是涼的，而右手感覺(jué)到水是熱的。再例如分別用雙手觸摸溫度相同的鐵塊和木塊，會(huì)感覺(jué)到鐵塊較“燙手”。因此，要準(zhǔn)確、定量地表征物體的冷熱程度，必須給溫度以嚴(yán)格的科學(xué)定義。這要從熱力學(xué)第零定律中尋找答案。在介紹熱力學(xué)第零定律前，首先介紹絕熱壁、透熱壁、熱接觸和熱平衡等概念。

1.2.1基本概念

1.絕熱壁

能將兩個(gè)系統(tǒng)A和B隔開(kāi)，并使系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間沒(méi)有物質(zhì)和能量交換的器壁叫做絕熱壁。由于絕熱壁的存在，系統(tǒng)A的狀態(tài)變化不影響系統(tǒng)B的狀態(tài)變化，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間沒(méi)有能量交換，則一定沒(méi)有熱的交換，所以稱為絕熱壁。這里所謂的壁，只是籠統(tǒng)地概括，如混凝土、石棉、毛氈等都是實(shí)驗(yàn)用的絕熱材料。

2.透熱壁

能將兩個(gè)系統(tǒng)A和B隔開(kāi)，并使系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間只有熱量交換的器壁叫做透熱壁。由于透熱壁的存在，系統(tǒng)A的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，B的狀態(tài)也發(fā)生變化。金屬片是常用的透熱壁。

3.熱接觸

兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)透熱壁相互接觸稱為熱接觸。若發(fā)生熱接觸，則兩系統(tǒng)之間有熱量的交換，因此對(duì)應(yīng)的狀態(tài)也發(fā)生變化。

4.熱平衡

使各自處在平衡態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)的熱接觸。實(shí)驗(yàn)表明，兩系統(tǒng)的平衡態(tài)均被打亂變?yōu)榉瞧胶鈶B(tài)，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)共同的平衡態(tài)。由于這種平衡態(tài)是通過(guò)熱接觸達(dá)到的，故稱之為熱平衡。

1.2.2熱力學(xué)第零定律和溫度的定義

1.熱力學(xué)第零定律

如圖1-2所示，用絕熱壁使彼此隔開(kāi)的A和B兩系統(tǒng)，分別經(jīng)透熱壁與第三系統(tǒng)C接觸，再用絕熱壁把整個(gè)系統(tǒng)包圍起來(lái)。

實(shí)驗(yàn)表明，開(kāi)始時(shí)，A、B、C三個(gè)系統(tǒng)分別處于不同的平衡態(tài)(即狀態(tài)參量各不相同)，由于A和C之間、B和C之間有能量交換，三個(gè)系統(tǒng)原有的平衡狀態(tài)將被打破。但是，過(guò)一段時(shí)間之后會(huì)發(fā)現(xiàn)，三個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量均不再改變，即達(dá)到新的平衡態(tài)。顯然，當(dāng)A、B分別與C達(dá)到熱平衡后，若將A、B之間的絕熱壁換成透熱壁，那么A、B兩系統(tǒng)也不會(huì)再發(fā)生變化。

圖1-2熱力學(xué)第零定律這些事實(shí)可簡(jiǎn)明敘述如下：與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)，它們彼此也處于熱平衡。這個(gè)事實(shí)稱為熱力學(xué)第零定律，是福勒在1939年提出的。因?yàn)樵谔岢龅诹愣芍?，熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律已經(jīng)提出并命名了，而從熱力學(xué)的邏輯性來(lái)說(shuō)，它又應(yīng)排在熱力學(xué)第一定律和第二定律之前，所以將其命名為第零定律。

熱力學(xué)第零定律是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不是邏輯推理的結(jié)果，不能認(rèn)為它是理所當(dāng)然的，顯而易見(jiàn)的。例如，兩塊鐵A和B都吸引磁體C，但A和B不一定相互吸引。

2.溫度的定義

究竟是什么性質(zhì)決定兩系統(tǒng)是否處于熱平衡呢？此問(wèn)題導(dǎo)致我們把溫度作為系統(tǒng)的一個(gè)新的性質(zhì)來(lái)重新定義：

一個(gè)系統(tǒng)的溫度，就是決定該系統(tǒng)是否與其他系統(tǒng)處于熱平衡的性質(zhì)。當(dāng)兩個(gè)或更多的系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，就說(shuō)它們具有相同的溫度。熱力學(xué)第零定律不僅給出了溫度的科學(xué)定義，而且還給出了溫度測(cè)量的基本依據(jù)。比較兩個(gè)物體的溫度，不需要使兩個(gè)物體直接接觸，只需要取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物體分別和這兩個(gè)物體進(jìn)行熱接觸，這個(gè)取為標(biāo)準(zhǔn)的物體就是溫度計(jì)。

在研究服裝的隔熱性能和溫度舒適性時(shí)，最基本的問(wèn)題就是人體、服裝以及外界環(huán)境三者之間的熱平衡關(guān)系，因此理解溫度這個(gè)新定義是非常必要的。

1.3溫標(biāo)

要比較溫度的高低，就需要找出溫度的測(cè)量方法并進(jìn)行數(shù)值表示。溫度的數(shù)值表示稱為溫標(biāo)。溫標(biāo)的建立大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和各種溫度間的換算關(guān)系。

1.3.1經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)

任何一種物質(zhì)的任何一種物理屬性，只要它隨溫度的變化是單調(diào)的、顯著的，都可以用來(lái)計(jì)量溫度。以此為基礎(chǔ)建立的溫標(biāo)稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)有三個(gè)基本要素。

(1)測(cè)溫物質(zhì)。制定溫標(biāo)首先要選定測(cè)溫物質(zhì)。通常的氣體、液體和固體都可作為測(cè)溫物質(zhì)，如氫氣、二氧化碳、水銀、煤油、酒精、銅和鉑等。

(2)測(cè)溫屬性。選定測(cè)溫物質(zhì)的某個(gè)物理量作為測(cè)溫屬性，如氣體的壓強(qiáng)或體積，水銀、煤油、酒精柱的長(zhǎng)度，金屬導(dǎo)體的電阻等均可作為測(cè)溫屬性。一般地，規(guī)定測(cè)溫屬性隨溫度作線性變化，這樣便于刻度，但不是必須這樣規(guī)定，亦可以作非線性變化。

(3)固定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。僅有測(cè)溫物質(zhì)和測(cè)溫屬性只能確定物體溫度的相對(duì)高低，為標(biāo)定溫度的確切數(shù)值還需要規(guī)定兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度值，它們是某些物質(zhì)在規(guī)定條件下物態(tài)變化時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，這些溫度固定不變而且是可以復(fù)現(xiàn)的。由這兩個(gè)固定的定標(biāo)點(diǎn)便可確定一個(gè)固定的溫度間隔。

下面介紹兩種常用的經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。

1.攝氏溫標(biāo)

攝氏溫標(biāo)是瑞士天文學(xué)家攝爾西斯于1742年以水銀為測(cè)溫物質(zhì)，以細(xì)玻璃管中水銀的體積(或長(zhǎng)度)為測(cè)溫屬性而制定的溫標(biāo)。在攝氏溫標(biāo)下，規(guī)定水的冰點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃。攝氏溫標(biāo)的單位為℃。測(cè)溫屬性隨溫度變化的關(guān)系為

t(x)=ax+b

(1-1)

利用固定點(diǎn)的條件可確定兩個(gè)待定常數(shù)a和b。

2.華氏溫標(biāo)

華氏溫標(biāo)是1714年德國(guó)物理學(xué)家華倫海脫利用水銀在玻璃管內(nèi)的體積變化而建立的溫標(biāo)。在華氏溫標(biāo)下，規(guī)定冰和鹽水的混合物為0℉度，水的沸點(diǎn)為212℉。在0℉和212℉之間一定量的水銀的長(zhǎng)度變化量等分為212格，每一格為一華氏度。華氏度單位為℉。水銀柱長(zhǎng)度隨溫度作線性變化。用tF表示溫度，用x表示水銀柱長(zhǎng)度，則有

tF(x)=ax+b

(1-2)

其中a、b是兩個(gè)待定常數(shù)，由兩個(gè)固定點(diǎn)的條件可以確定其數(shù)值大小。

1.3.2熱力學(xué)溫標(biāo)

在經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)下，用不同測(cè)溫物質(zhì)的溫度計(jì)測(cè)量同一物體的溫度，所得到的結(jié)果不同。原因在于不同物質(zhì)的相同屬性或同一物質(zhì)的不同屬性隨溫度的變化關(guān)系不同，這正是經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的弱點(diǎn)——溫度的測(cè)量依賴于測(cè)量物質(zhì)及測(cè)溫屬性。為了使溫度測(cè)量得到確定一致的結(jié)果，必須建立統(tǒng)一的溫標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)人們發(fā)現(xiàn)，如果采用理性氣體作為測(cè)溫物質(zhì)，由此建立的理想氣體溫標(biāo)與氣體的種類和測(cè)溫屬性無(wú)關(guān)，只與氣體的共性有關(guān)。因此，在溫度的計(jì)量工作中，采用理想氣體溫標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)溫標(biāo)。本書(shū)中理想氣體溫標(biāo)使用較少，因此這里不做詳細(xì)介紹。理想氣體溫標(biāo)仍然要依賴測(cè)溫物質(zhì)(氣體)，是否可能建立一種溫標(biāo)，它完全不依賴于任何測(cè)溫物質(zhì)及測(cè)溫屬性？1848年英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文解決了這個(gè)問(wèn)題，建立了完全不依賴于測(cè)溫物質(zhì)、測(cè)溫屬性的溫標(biāo)——熱力學(xué)溫標(biāo)。在熱力學(xué)溫標(biāo)中，規(guī)定其單位為開(kāi)爾文(簡(jiǎn)記為K)，規(guī)定水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度為273.15K，而1K為水的三相點(diǎn)溫度的1/273.15。1.3.3各種溫度間的換算關(guān)系

由熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定的熱力學(xué)溫度(T)是國(guó)際單位制中的溫度的基本單位。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫挠蓴z氏溫標(biāo)規(guī)定的攝氏溫度(t)也允許使用，兩者的換算關(guān)系為

t=T－273.15

(1-3)

在英美的工程界和日常生活中，還使用華氏溫標(biāo)。按照我國(guó)頒布的《計(jì)量法》，已不允許使用這個(gè)溫標(biāo)，然而由于它們經(jīng)常出現(xiàn)在許多有關(guān)服裝研究的文獻(xiàn)中，故下面對(duì)其與熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的換算做一簡(jiǎn)單介紹。華氏溫標(biāo)與攝氏溫度的換算關(guān)系為(1-4)式中tF為華氏溫度，單位為華氏度(℉)。利用式(1-3)和式(1-4)可以得到華氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度之間的換算關(guān)系

為了計(jì)算方便，通常把式(1-3)式和式(1-5)中的常數(shù)273.15和459.67分別取273和460。圖1-3列出了熱力學(xué)溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)之間的部分對(duì)應(yīng)關(guān)系。(1-5)圖1-3開(kāi)氏、攝氏和華氏溫標(biāo)間的關(guān)系

1.4實(shí)用溫度計(jì)

原則上只要物質(zhì)的任一性質(zhì)隨溫度單調(diào)變化就可用來(lái)制作溫度計(jì)，但在使用上要考慮多種因素，如物理量隨溫度變化要大，以提高測(cè)量精度等。隨著有關(guān)溫度測(cè)量理論的建立和逐漸完善，測(cè)溫技術(shù)發(fā)展很快。目前，人們已經(jīng)利用各種測(cè)溫物質(zhì)的不同測(cè)溫屬性制成了種類繁多的測(cè)溫儀表，下面介紹若干實(shí)用的溫度計(jì)。

1.4.1熱膨脹式溫度計(jì)

熱膨脹式溫度計(jì)是根據(jù)物體受熱膨脹的原理制成的，主要有玻璃管液體溫度計(jì)和固體膨脹式溫度計(jì)。常見(jiàn)的水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)就屬于玻璃管液體溫度計(jì)。水銀溫度計(jì)的測(cè)量范圍為-30℃~300℃，最高可達(dá)600℃。酒精溫度計(jì)多用于常溫和低溫的測(cè)量中，測(cè)量范圍為-100℃~75℃。玻璃管液體溫度計(jì)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格低廉，測(cè)量精度較高，因此在能夠就地讀數(shù)的場(chǎng)合應(yīng)予優(yōu)先考慮。

固體膨脹式溫度計(jì)是指把兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬或非金屬組合在一起作為感溫元件，它的一端固定在殼體上，另一端懸空。當(dāng)感溫元件的溫度有變化時(shí)，懸空的一端便產(chǎn)生一定的位移，此位移通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使指針指示位置變化，指出溫度的數(shù)值。1.4.2電阻溫度計(jì)

所有導(dǎo)電物質(zhì)的電阻都隨溫度變化。金屬的電阻率隨溫度的升高而升高，半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度升高而減小。電阻溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，在500℃以下用電阻溫度計(jì)測(cè)量較之用熱電偶測(cè)量時(shí)信號(hào)大，測(cè)量精度高，容易實(shí)現(xiàn)信號(hào)的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離傳送。常用的電阻溫度計(jì)分別介紹如下。(1)鉑電阻溫度計(jì)。金屬鉑在氧化性介質(zhì)中物理和化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。鉑電阻溫度計(jì)精度高，可靠性強(qiáng)，復(fù)現(xiàn)性好，它是用得最廣泛的電阻溫度計(jì)。鉑電阻溫度計(jì)的不足之處是在高溫條件下，很容易被氫化物中還原出來(lái)的蒸氣所污染。這種情況下必須用保護(hù)套管把鉑電阻與有害氣體隔離開(kāi)來(lái)。此外，這種溫度計(jì)價(jià)格昂貴。

(2)銅電阻溫度計(jì)。銅的電阻溫度系數(shù)較大，在液氧溫度下比鉑稍高。銅的電阻與溫度關(guān)系幾乎是線性的。銅電阻的缺點(diǎn)是容易氧化。這種溫度計(jì)適用于從液氫溫度(約20K)到150℃左右的溫度測(cè)量?？蓪~絲直接繞在被測(cè)裝置上，這既能更真實(shí)地反映被測(cè)物體溫度，又能加快響應(yīng)。銅還可同時(shí)用作加熱器和溫度計(jì)。

(3)鍺電阻溫度計(jì)。鍺是半導(dǎo)體，它的電阻和溫度的關(guān)系與金屬電阻溫度計(jì)的相反，隨溫度的升高而減小。鍺電阻溫度計(jì)是較好的也是用的較多的低溫溫度計(jì)，一般用于0.5K~12K溫度范圍，在該溫區(qū)鍺電阻溫度計(jì)靈敏度高。1.4.3熱電偶溫度計(jì)

兩個(gè)不同導(dǎo)體的閉合回路，當(dāng)其兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同時(shí)，回路中就有電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)。如圖1-4所示為兩種不同導(dǎo)體A和B組成的回路，當(dāng)