红外热力学之中医药临床应用
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4.由热力学第零定律谈起

(1)基本内容:热力学第零定律是在1930年由英国科学家福勒(R. H. Fowler)正式提出,该定律表述为:如果两个热力学系统中的每一个都和第三个热力学系统处于热平衡,那么它们彼此也必定处于热平衡。即当A与C、B与C处于热平衡状态,那么A与B也必定处于热平衡。

热力学第零定律的提出时间要晚于第一定律及第二定律,是后面几个定律的基础,鉴于在热力学理论中的地位,人们把它称为热力学第零定律。温度的概念和定量测量都是以热平衡定律为基础,并指明了温度的测量方法。物体的冷热程度,人们把它称为温度。我们在比较两个物体的温度时,不需要令两物体直接进行热接触,只需取一个标准的物体分别与这两个物体进行热接触就行了,这个作为标准的物体就是温度计。为了能定量地确定温度的数值,还必须对不同的冷热程度给予数值的表示,即温标,历史上许多发明家研制了多种多样的温度计,但是采用的温度标准不统一,历史上使用比较多的温标有“摄氏温标、华氏温标、理想气体温标及热力学温标”等。为了使用上的准确和方便,1927年第七届国际计量大会决定采用热力学温标为国际温标,这是第一个国际协议性温标(ITS-27)。1960年第十一届国际计量大会规定,热力学温度以开尔文为单位,简称“开”,用K表示。热力学温度与我国常用的摄氏温度的关系是:T=t+273.15[T的单位是K(开),t的单位℃]

T=t+273.15

(2)热力学第零定律与医学:热力学第零定律在医学中的应用可以用属于摄氏温标的水银温度计来解释:把体温计放于腋窝下,首先玻璃管和腋窝体表达到热平衡,同时玻璃管内的水银也逐渐和玻璃管达到热平衡,所以认为水银和腋窝体表达到了热平衡,水银体积膨胀后对应的玻璃管温标刻度可以反映腋窝的温度。而对于红外热力学检测系统,是以红外热成像检测仪内部的黑体作为测温标定:将黑体辐射源(校准装置)设置在热成像摄像机视野范围内,建立灰度与温度的准确对应关系,进行测量温度实时校正,将视频画面和个人体温对应显示出来,这样可以大幅度提高测定人体温度的精度。