热力学温度及基准方法

摘要

热力学温度单位开尔文被定义为水三相点热力学温度的273.16分之一,或即将实施的新开尔文定义的翻译为“热力学温度单位开尔文,其量值定义为将玻尔兹曼常数冻结为1.3806Xxl0-23J K-l,其中的“X”表示待定数值.事实上这两个定义都没有明显地揭示热力学温度的物理意义.本文作者归纳经典热力学涉及热力学温度的定律,分析了热力学温度在经典热力学中的物理意义;同时,归纳了统计物理学关于热力学温度的表述,分析了统计物理关于热力学状态分布的公理假设下的热力学温度所代表的物理意义.统计物理的热力温度的概念既包括了粒子的量子状态的在热平衡条件下的分布信息,也包括了粒子宏观的随机平动的能量状态的分布信息.分析了热平衡原理下,经典热力学和统计热力学的热力学温度的物理含义的一致性.在统计物理的热力学温度概念的基础上,分析说明了几种典型的基准热力学温度计所代表的物理意义,热力学温度的尺度效应和非平衡态效应,新开尔文定义实施对温度计量的长远影响.