温度和热平衡的定义

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温度的定义

你摸过冰吗?手碰到冰时有什么感觉?如果碰到的是火呢?摸冰时,手会觉得冷;摸火时,手会觉得热。热、暖、凉、冷这些词描述的是什么?

温度的概念源于我们触觉对冷热的感知。根据触觉的感受,我们会说一个物体比另一个物体更热,或者一个物体比另一个物体更冷。热的物体温度较高,冷的物体温度较低。物体越冷,温度越低;反之,物体越热,温度越高。物体冷热程度的度量就称为温度。在气体分子运动论这门学科中,你将更深入地理解温度的定义:物体分子内部发生了什么变化,才使得物体能够感受到冷热。

参见  发散(凹)透镜的方程

冷热的感知并非仅基于触觉,或者说人类的触觉并不明显。每个人对物体冷热的感受程度都不同。例如,婴儿触摸对成人来说并不烫的水也会感到疼痛。同样,即使接触同一物体,身体不同部位感受到的温度也可能不同。因此,我们需要一种能够准确测量温度且人人信赖的设备。

热平衡

当高温物体与低温物体接触时,高温物体的部分热量会传递到低温物体,直到两者温度相同。例如,当热水与冰接触时,热水的部分热量会传递到冰。一旦热水和冰的混合物达到相同温度,热传递就会停止。当热水和冰的混合物达到相同温度时,它们就处于热平衡状态。同样地,当沸水与冷水接触时,部分热量也会从热水传递到冷水。

参见  热力学第一定律

当冷热水混合后变成温水时,热传递停止。当所有水都变得过热时,所有水的温度就相同了。当冷热水混合物达到相同温度时,冷热水混合物处于热平衡状态。

如果两个或两个以上温度不同的物体相互接触,直到达到相同温度,则称达到相同温度的物体处于热平衡状态。