物理化学的工具与方法
测温学(thermometry)
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你无法直接看见温度,于是只能从某个随它变化的东西上读出来——细管里上升的水银、膨胀的金属盘簧,或一块灼热铁块的颜色。测温学就是把这件事做得可靠的整门学问:选定要观察什么,再把它的变化转换成一个可信的温度数值。
更准确地说,测温学是对温度的测量。它依赖于某种测温性质——一个随温度平滑且可重复地变化的量,比如液体的体积、金属丝的电阻,或两种金属接点上的电压。把测得的性质对应到一个温标上,而这个温标锚定在公认的固定点,比如水的三相点。
为什么重要:温度支配着反应速率、平衡、相变,以及物理化学中几乎所有的量,所以几乎任何精密实验都取决于把它测好。一个提醒:温度计报告的是它自己的温度,只有当它与样品达到热平衡之后,这个温度才等于样品的温度——而且插入温度计本身就可能扰动你想测量的对象。
在一次量热实验中,化学家需要把温升测准到百分之一度,所以普通的玻璃液体温度计就不行了。他们改用铂电阻温度计,它的电阻随温度可预测地变化,并事先用水的冰点和沸点做过校准。
温度总是间接读出的——通过某个会随它一起变化的东西。
测温性质只需要随温度可靠地变化,并不要求是直线变化。水银温度计碰巧近乎线性,但电阻温度计和热电偶遵循的是弯曲的关系,这正是为什么每一支都必须经过校准,而不能简单地直接读数。
又称
另见