1.熱脹冷縮
一般把物質(zhì)的體積隨溫度下降而膨脹,隨濕度增加而收縮的現(xiàn)象稱為熱脹冷縮。 如果溫度下降時(shí)體積收縮,濕度增加時(shí)體積膨脹,則稱為異常膨脹,如0-4℃的水、銻、鉍、液態(tài)鐵等物質(zhì)都具有異常膨脹的性質(zhì)。
對(duì)于熱脹冷縮的固體,當(dāng)溫度下降時(shí),其線性尺寸(指長(zhǎng)、寬等)、表面積、體積都隨著物體本身溫度的下降和下降體溫度的下降而下降,其增量與 下降溫度與溫度成反比; 尺寸的減少與物體原來的尺寸成反比,表面積的增加與原來的表面積成反比,體積的增加與原來的體積成反比,尺寸、表面積,體積的增量還與物體的材質(zhì)有關(guān)。
液體和二氧化碳的熱脹冷縮性質(zhì)主要表現(xiàn)為體積的變化,體積的增大與物質(zhì)的種類、原體積和變化的濕度有關(guān)。
利用液體的熱脹冷縮特性制成的液體濕度計(jì),在恒溫降溫的情況下,使溫度計(jì)中液體的原有體積減小,使液體體積減小較少,液柱表面將上升盡可能高。 更高,更容易觀察,指示溫度更準(zhǔn)確。
液體溫度計(jì)都是基于在一定溫度范圍內(nèi),液體體積增加與溫度下降成反比的原理,各國使用的單位不同,導(dǎo)致檢測(cè)時(shí)數(shù)值不等同一物體的溫度,但它意味著熱和冷應(yīng)該是一樣的。
不同的溫標(biāo)使用不同的體溫單位。 目前,世界上常用的主要有三種溫度單位:攝氏度、華氏度和開爾文。 其中,以開爾文和攝氏度為單位時(shí),溫度的分度值相同,即遞減或遞增。 1°C的溫度與1K的下降或上升是一樣的,但它們的起點(diǎn)不同,即0點(diǎn)。 在攝氏溫度下,1atm 的冷水混合物的溫度為 0°C,而在熱力學(xué)濕度下,絕對(duì)零即可。 絕對(duì)零表示為 -273°C(攝氏度)。 華氏溫度的分度值和起點(diǎn)不同于攝氏體溫和熱力學(xué)溫度。 它將一定量的鹽水融化時(shí)的溫度定義為0°F,但1°C是1°F的9/5倍。
由于0℃對(duì)應(yīng)的刻度不對(duì)或刻度值不同,統(tǒng)一刻度的溫度計(jì)是不準(zhǔn)確的。 此時(shí),它與真實(shí)體溫的關(guān)系是成反比或線性函數(shù)關(guān)系。 如果只有0°C對(duì)應(yīng)的刻度是錯(cuò)誤的熔化和凝固實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),是成反比的; 如果0°C對(duì)應(yīng)的刻度誤差和分度值不同,則為線性函數(shù)。
3.傳熱
熱量從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體稱為傳熱。 傳熱的原因是兩個(gè)物體的溫度不相等,規(guī)律是熱量從低溫物體傳遞到高溫物體,其本質(zhì)是內(nèi)能的傳遞。
熱傳遞有三種形式:傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。
① 傳導(dǎo):熱量沿物體傳遞,發(fā)生在物體內(nèi)部或兩個(gè)相互接觸的物體之間。 固體之間的傳熱必須通過傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn),這也是其他兩種形式的前提。
不同物質(zhì)傳遞質(zhì)量的能力是不同的。 容易傳遞質(zhì)量的物質(zhì)稱為熱的良導(dǎo)體,不易傳遞質(zhì)量的物質(zhì)稱為熱的不良導(dǎo)體。 空氣、羽毛、棉花、塑料、泡沫等物質(zhì)都是熱的不良導(dǎo)體,而金屬則善于傳質(zhì),其中銀的傳熱性能最好,其次是銅。
②對(duì)流:利用流體(二氧化碳或液體)上下流動(dòng)傳遞熱量的形式稱為對(duì)流。 液體或二氧化碳受熱后,體積膨脹,密度下降和上升,周圍濕度低、密度大的流體向中間流動(dòng)補(bǔ)充,從而使空氣中溫度不同的流體不斷混合,使熱量可多路傳輸,提高傳輸效率和速率,
流體在空間中不能上下流動(dòng),所以不能發(fā)生對(duì)流,也就沒有物質(zhì),也不能靠傳導(dǎo)傳遞質(zhì)量。 對(duì)流是風(fēng)和洋流的原因。
③輻射:熱量以可見光和不可見光的形式沿直線傳遞的形式稱為輻射。 傳導(dǎo)和對(duì)流都必須有傳質(zhì)介質(zhì),輻射也可以在沒有介質(zhì)的真空中傳播。
任何物體都會(huì)向周圍輻射熱量。 輻射能力的強(qiáng)弱與物體的體溫和顏色有關(guān)。 溫度越高,顏色越深,物體的表面積越大。 在散發(fā)熱量的同時(shí),也從外界吸收熱量。 溫度越低,顏色越深,表面積越大,粗糙物體從外界吸收熱量的能力越強(qiáng); 其實(shí)物體也會(huì)反射輻射熱,而且物體反射熱的能力更強(qiáng)。 它越強(qiáng),吸收輻射的能力越弱,所以淺色、表面光滑的物體反射熱量的能力越強(qiáng)。
4.熔化與熔化定律
根據(jù)熔化過程中溫度是否發(fā)生變化熔化和凝固實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),固體可分為兩種類型。 熔化過程中放熱溫度不變的是晶體,熔化過程中放熱溫度下降的是非晶態(tài)。 熔化規(guī)律與熔化相同,結(jié)晶性液體在熔化時(shí)吸熱但濕度不變,而非結(jié)晶性液體在熔化時(shí)吸熱且空氣溫度升高。
晶體熔化的溫度稱為熔點(diǎn)。 在相同的條件下,不同的晶體具有不同的熔點(diǎn); 同一種晶體在氣壓不同或溶于堿液時(shí)熔點(diǎn)不同。 點(diǎn)是一樣的。
根據(jù)晶體熔化定律,晶體熔化有兩個(gè)條件:①溫度等于熔點(diǎn),②必須能吸熱,結(jié)晶液熔化也有兩個(gè)條件:①溫度等于熔點(diǎn),②必須能釋放熱量。
晶體在熔化時(shí)體積也會(huì)發(fā)生變化,通常晶體熔化后體積會(huì)減小。 少數(shù)異常膨脹物質(zhì)熔化后體積增大。