下载文档原格式
物理实验技术中的生物物理测量与实验方法近年来，随着科技的不断进步，生物物理学作为交叉学科，越来越受到科研人员的重视。
物理实验技术在生物物理领域的应用日益广泛，为研究生命科学领域提供了强大的工具。
本文将探讨物理实验技术在生物物理测量与实验方法中的应用。
一、光学测量方法光学测量是生物物理学中常用的实验方法之一。
其中，显微镜技术作为一种重要的光学测量手段在生命科学研究中广泛应用。
通过显微镜技术，科研人员可以观察和测量微观生物体结构和形态特征。
例如，荧光显微镜技术可以通过标记生物体内特定分子的荧光探针，实现对细胞内各种生物分子的定位、观察和测量。
二、生物声学测量方法生物声学测量方法在生物物理学研究中起着重要的作用。
生物声学的研究范围包括声波在生物体内的传播、声波对生物体的影响以及生物体产生的声波等。
超声波技术是生物声学测量方法中的一种重要手段，通过利用超声波的特性对生物体进行成像和测量。
超声波显像技术被广泛应用于医学领域，可以实现对人体内部组织和器官的非侵入式观测。
三、电化学测量方法电化学测量方法是生物物理学中另一种重要的实验手段。
电化学测量方法通过测量物质在电场中的电流、电压和荷电状态等参数，来研究生物体的电化学性质。
电化学技术在研究生物体内的电生理活动、电化学传感器的开发等方面具有重要意义。
例如，生物传感器利用电化学技术可以实现对体内各种生物分子的测量和监测。
四、力学测量方法力学测量方法在生物物理学中有着广泛的应用。
利用力学测量方法，科研人员可以研究和测量生物体的机械性质和运动特征。
常见的力学测量手段包括力传感器、压力传感器、加速度传感器等。
通过力学测量方法，科研人员可以研究生物体的力学行为，例如肌肉收缩力的测量，细胞受力行为的研究等。
五、热学测量方法热学测量方法在生物物理学中也有着重要的应用。
通过测量生物体的热力学参数，科研人员可以了解生物体的热行为和热代谢等。
例如，热成像技术可以通过红外摄像仪对生物体表面的热辐射进行测量，实现对生物体的非接触式温度分布观测。
微测量技术方法及应用微测量技术是指对微观尺度下的特征和物理量进行测量的技术。
随着微电子技术和纳米技术的发展，微观领域的测量需求逐渐增加，因此微测量技术得到了广泛应用。
微测量技术主要依靠先进的仪器设备和精密的测量方法，可以对微观领域中的尺寸、形态、位置、应力、电磁场、温度、压力等多种物理量进行测量。
微测量技术的方法主要包括光学测量、力学测量、电学测量、热学测量和化学测量等。
光学测量是微测量技术中常用的一种方法，包括激光干涉测量、扫描电子显微镜、原子力显微镜等。
激光干涉测量是一种非接触式测量方法，可以实现对微观尺寸和形态的测量。
扫描电子显微镜能够扫描表面形貌，并能够对物体进行放大观察，可以用于微观形貌的测量。
原子力显微镜可以通过探针对样品表面进行扫描，探测器能够感知到样品表面的微弱力变化，从而实现对微观物体尺寸、形貌和电荷的测量。
力学测量方法主要包括纳米压痕、纳米力学探针等。
纳米压痕是一种采用纳米硬度计对材料进行压痕测试的方法，可以获得材料的硬度和弹性模量等力学性能参数。
纳米力学探针则通过控制探针对物体表面施加力，测量物体表面力-位移曲线，进而分析物体的弹性行为。
电学测量方法包括微电子器件的电性测量和量子点测量等。
微电子器件的电性测量可以通过测试器件的电学特性来评估器件的性能，包括电流、电压、电阻、电容、电感等参数。
在纳米尺度下，量子点测量能够实现对载流子的量子效应和电磁场等的测量。
热学测量方法主要包括纳米热电测量、纳米热断层显微镜等。
纳米热电测量是利用热电效应对样品进行测量的方法，通过测量样品产生的微小电压或电流来获得样品的温度或温度差。
纳米热断层显微镜则是一种通过红外辐射来观测样品热辐射分布的方法，可以实现对纳米尺度下样品温度的测量。
化学测量方法主要包括光谱学、电化学测量等。
光谱学通过测量物质对电磁波的吸收、散射、发射等来研究物质的性质和结构。
电化学测量则是利用物质在电极上的电化学反应来实现对物质成分和电化学参数的测量。
物理实验技术中的热力学性能测量方法与技巧热力学是物质运动和能量转化的研究，是物理学中的一门重要学科。
对于热力学性能的测量，不仅要有科学的方法和技巧，还需要仔细的实验设计和准确的数据处理。
以下将介绍一些在物理实验技术中常用的热力学性能测量方法与技巧。
一、热容量的测量热容量是物质吸收热量的能力，常用于研究物质的热力学性质。
测量热容量的方法有多种，其中最常用的是差热法。
差热法的原理是将待测物体与参比物体放置在同一个热浴中，在对两者加热或冷却的过程中，测量它们的温度变化，并由此计算出待测物体的热容量。
为了提高测量的准确性，需要注意几个关键点：1. 确保热浴的温度稳定，并与待测物体和参比物体保持热平衡；2. 测量前对待测物体充分预热或降温，以确保其与热浴达到热平衡；3. 使用高精度的温度传感器和数据记录设备，减小测量误差；4. 做好热浴的隔热措施，减小外界热量对测量的影响。
二、相变的测量相变是物质在温度、压力等条件改变时发生的状态转变。
常见的相变包括固液相变、液气相变等。
相变的测量可以通过测量物质的热容量变化、温度变化、压强变化等来获得。
以下将介绍几种常用的相变测量方法与技巧：1. 相变温度的测量：通过测量物质的温度-时间、温度-压强等曲线，根据相图和理论计算，可以确定相变温度的范围和性质。
2. 等温线的测量：利用热容量变化的不连续性，通过测量物质的热容量-温度曲线，在相变点前后找到不同线性段的交点，得到等温线的位置和性质。
3. 热膨胀的测量：通过测量物质的长度、体积或表面积随温度的变化，可以得到相变过程中的热膨胀系数和相变潜热等信息。
三、热导率的测量热导率是物质传导热量的能力，是研究材料传热性能的重要参数。
测量热导率的方法有多种，常用的有热板法、热线法和热流计法。
以下将介绍其中两种常用的热导率测量方法：1. 热板法：该方法通过测量热板之间的温度差，根据热传导方程计算出物质的热导率。
在实验中，需要注意保证热板与样品之间的接触良好，并使用控温系统保持恒定的温度差。
物理实验技术中的测量原理与方法引言：在物理研究和实验中，测量是一项至关重要的工作。
通过准确的测量，我们可以得到实验结果，并验证理论模型的准确性。
本文将讨论物理实验技术中的测量原理与方法，包括测量的基本原理、常用的测量方法和仪器。
一、测量的基本原理测量的基本原理是通过比较待测物理量与已知物理量之间的差异来确定待测量的数值。
在测量过程中，我们常用的方法包括直接测量、间接测量和比较测量。
1.直接测量：指的是直接使用测量仪器和设备对待测物理量进行测量。
例如，使用尺子测量物体的长度、使用温度计测量物体的温度等。
这种方法常用于测量简单的物理量。
2.间接测量：指的是通过测量与待测物理量有某种关系的物理量，从而间接得到待测量的数值。
例如，通过测量物体的质量和体积，可以间接计算出物体的密度。
3.比较测量：指的是将待测物理量与已知物理量进行比较，从而得到待测量的数值。
例如，在研究电阻的实验中，可以通过将待测电阻与已知电阻相连，利用已知电压和电流的关系，计算出待测电阻的阻值。
二、常用的测量方法物理实验中，常用的测量方法包括光学测量、电学测量、热学测量和力学测量等等。
以下将对其中的几种常见测量方法进行介绍。
1.光学测量：光学测量是利用光的特性进行测量的方法。
例如，使用光栅测量光的波长、使用显微镜测量小尺寸物体的大小等等。
光学测量通过使用光的干涉、衍射、吸收和透射等现象，对待测物理量进行测量。
2.电学测量：电学测量是利用电的特性进行测量的方法。
例如，使用电压表测量电压、使用电流表测量电流等等。
电学测量通过测量电阻、电容和电感等电路元件的数值，来得到待测电路的性质和参数。
3.热学测量：热学测量是利用热的特性进行测量的方法。
例如，使用温度计测量温度、使用热敏电阻测量流体的热导率等等。
热学测量通过测量物体的温度、热量传输和热导率等参数，来研究物体的热学性质。
4.力学测量：力学测量是利用力的特性进行测量的方法。
例如，使用弹簧测力计测量物体的力、使用压力传感器测量流体压力等等。
高二物理总结力学电磁学和热力学的实验报告撰写高二物理实验报告摘要：本实验报告总结了高二物理课程中力学、电磁学和热力学的实验内容和结果。
通过多个实验，我们进行了定量和定性的观测和测量，探究了物体的运动、电磁现象以及热力学原理。
通过实验，我们巩固了理论知识，并培养了动手能力和实验探究的思维方式。
引言：物理实验是物理学习的重要组成部分，通过实际观测和测量，可以验证理论，加深对物理原理的理解。
本次实验主要包括力学、电磁学和热力学三个领域的内容，在每个实验中，我们都注意到了安全和准确性。
一、力学实验1. 实验名称：斜面上物体滑动的实验实验目的：研究物体静摩擦力和动摩擦力对滑动物体的作用。
实验装置：斜面、滑块、弹簧测力计、角度测量器等。
实验步骤：通过调整斜面角度，放置滑块，测量摩擦力，记录滑块运动情况。
实验结果：由实验数据计算得到静摩擦系数和动摩擦系数，验证了静摩擦力和动摩擦力的存在。
2. 实验名称：弹簧振子的实验实验目的：研究弹簧振子的振动规律和频率。
实验装置：弹簧、挂物、计时器等。
实验步骤：改变挂物质量，测量振动周期和振动频率。
实验结果：通过实验数据计算得到劲度系数和振动频率的关系，验证了振动规律。
二、电磁学实验1. 实验名称：安培定律的实验实验目的：验证安培定律，研究电流和磁场的相互作用。
实验装置：电流表、电池、螺线管等。
实验步骤：通过改变电流大小和磁场强度，测量力的大小和方向。
实验结果：根据实验数据和安培定律，验证了电流和磁场的相互作用规律。
2. 实验名称：法拉第感应定律的实验实验目的：验证法拉第感应定律，研究磁场变化对电压的影响。
实验装置：线圈、磁铁、伏特表等。
实验步骤：改变线圈和磁铁的相对位置，测量感应电动势大小和方向。
实验结果：通过实验数据验证了法拉第感应定律，得到感应电动势与磁场变化率的关系。
三、热力学实验1. 实验名称：测量物体热容量的实验实验目的：测量不同物体的热容量，研究物体的热量传递规律。
热力学中的理论与实验测量偏差问题热力学是一个研究热量、能量和热态关系的分支学科。
在热力学中，物理量的测量是至关重要的，因为这些测量对于理论分析和实验研究都是不可或缺的。
然而，实验测量在热力学中存在一些偏差问题，这些问题可能会对理论分析和实验研究造成深远的影响。
因此，热力学学者们需要认真研究这些问题，以便更好地理解热力学的理论和实验研究结果。
理论方面的偏差问题在热力学理论中，有一些假设可能会导致一些偏差问题。
例如，理想气体模型中假设气体为点粒子，这样可以简化气体的运动规律。
然而，在实际测量中，气体分子是具有一定尺寸的物体，这就会导致一些测量上的误差。
此外，理论模型中也假设一些简单的条件，如气体内部的能量分布是均匀的。
然而，在实际测量中，气体的能量分布可能是不均匀的，这也将导致一些偏差问题。
另一个影响理论结果的因素是理论模型中的平衡假设。
在热力学中，平衡被认为是能够使系统达到最低能量状态的状态。
然而，在实际测量中，很难找到完全处于平衡状态的系统。
这就导致了一些偏差问题，因为基于平衡假设而得出的结果可能与实际结果存在差异。
实验测量的偏差问题实验测量也可能会存在一些偏差问题。
最常见的问题是仪器误差。
在实验测量中，一些仪器可能会由于制造、使用或校准不当而导致测量误差。
例如，温度计偏差就是实验测量中常见的问题。
温度计的精度依赖于其精度，而这取决于设计、校准和使用方法。
另一个实验测量中的偏差问题是实验条件的变化。
在实验测量中，如果实验条件发生变化，如气体压力或温度发生变化，这可能会导致测量结果与标准值之间存在差异。
这也就是为什么实验测量需要严格的条件控制。
应对偏差问题的策略为了解决理论和实验测量中的偏差问题，热力学学者们采用了不同的策略。
其中一种策略是构建更准确的理论模型。
通过考虑更多的因素，热力学学者们可以的到更准确的结果，从而更好地解释实验测量结果。
另一种策略是使用更精确的实验仪器。
通过改进仪器的设计和精度，热力学学者们可以减少实验误差，并提高实验结果的精度。
流体的热力学性质和热力学测量热力学是研究能量相互转化和规律的科学领域。
在热力学中，流体是一个重要的研究对象。
流体包括液体和气体，具有许多独特的性质和热力学行为。
本文将探讨流体的热力学性质以及热力学测量的方法和应用。
一、流体的热力学性质1. 压力和温度压力是流体性质的一个重要参数，它反映了单位面积上的力的作用。
根据流体的性质和状态，压力可以分为静压和动压。
静压是静止流体的压力，例如储存在容器中的液体。
动压是运动流体的压力，例如涡轮机中的蒸汽。
温度是衡量流体热力学状态的物理量，它反映了分子热运动的强弱。
温度的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。
热力学中常用的温度尺度是绝对温度尺度，其中0K即为绝对零度，表示物质的分子停止热运动。
2. 密度和比容密度是描述流体分子在单位体积内分布情况的物理量。
通常用符号ρ表示，单位是千克/立方米（kg/m³）。
在热力学中，密度常常与温度和压力相关。
比容是密度的倒数，表示单位质量流体所占据的体积。
比容的单位是立方米/千克（m³/kg）。
比容与密度有倒数关系，因此在热力学计算中，可以根据密度和比容进行单位的转换。
3. 比热容和比焓比热容是流体单位质量在吸收或放出热量时的温度变化情况的量度。
它是描述流体热容性质的重要参数。
常见的比热容有等压比热容和等容比热容。
比焓是单位质量流体吸收或放出热量时的热能变化，它可以用于描述流体的热力学性质。
比焓常常与比热容一起使用，并根据不同的热力学过程进行计算。
二、热力学测量方法和应用1. 流体压力的测量测量流体压力是热力学测量的重要内容之一。
常用的压力测量装置有压力计和压力变送器。
压力计通过液体的高度或气体的压缩程度来测量压力，适用于静压的测量。
压力变送器则可以将压力信号转换为电信号，方便实时监测和记录。
2. 流体温度的测量测量流体温度是热力学测量的基本内容。
常用的温度测量装置有温度计和温度传感器。
温度计包括水银温度计和电子温度计等，可以通过液体体积的变化或电性质的变化来测量温度。
仪器检测器具分类仪器检测器具根据其用途和功能可以被分类为不同的类型。
以下是一些常见的仪器检测器具的分类：1.电气测量仪器:•万用表（Multimeter）: 用于测量电流、电压和电阻等电学量。
•示波器（Oscilloscope）: 用于显示电压随时间的波形。
•电阻测量仪: 专门用于测量电阻值。
2.光学测量仪器:•光谱仪（Spectrometer）: 用于测量光的频谱。
•显微镜（Microscope）: 用于观察微小物体或细胞。
•分光光度计（Spectrophotometer）: 用于测量物质对光的吸收或发射。
3.力学测量仪器:•弹簧测力计（Spring Scale）: 用于测量力的大小。
•动态力传感器: 用于测量物体的加速度和力。
4.热学测量仪器:•温度计（Thermometer）: 用于测量温度。
•热电偶（Thermocouple）: 用于测量高温或极低温的热量。
5.流体力学测量仪器:•流量计（Flow Meter）: 用于测量液体或气体的流量。
•压力计（Pressure Gauge）: 用于测量流体的压力。
6.化学分析仪器:•质谱仪（Mass Spectrometer）: 用于分析化合物的质量。
•色谱仪（Gas Chromatograph，Liquid Chromatograph）: 用于分离和分析混合物中的组分。
7.声学测量仪器:•声级计（Sound Level Meter）: 用于测量声音的强度。
•频谱分析仪（Spectrum Analyzer）: 用于测量声音频谱的仪器。
8.地球物理测量仪器:•地震仪（Seismometer）: 用于测量地震波。
•全站仪（Total Station）: 用于测量地理坐标、高度等。
这只是一些基本的分类，实际上，仪器检测器具还可以根据测量的参数、行业应用、精度等多方面进行更为详细的分类。
各种仪器检测器具在不同领域和应用中都发挥着关键作用。
热学实验技术中的热力学测量与分析方法热力学是研究能量转化与传递规律的学科，在很多领域都发挥着重要作用。
热学实验技术是热力学研究的基础，通过测量和分析热力学参数，人们可以更深入地了解能量的转化和传递过程。
本文将介绍一些热学实验技术中常用的热力学测量与分析方法。
热力学测量是研究热力学性质的基础。
其中，热容测量是一种常见的热力学测量方法，用于测量物质对热量变化的响应能力。
常用的热容测量方法包括比热容测量和等压热容测量。
比热容测量是通过测量物体的质量、温度和所吸收的热量来计算热容的方法，适用于固体和液体的测量。
等压热容测量则是在恒定压力的条件下测量气体的热容，一般采用容积变化法或稳恒流量法进行。
除了热容测量，热力学实验技术中还常用热导率测量。
热导率是衡量物质导热性能的指标，通过测量物质在不同温度下的导热性能，可以了解物质的导热特性。
常用的热导率测量方法有平板法、横截面法和电热法等。
其中，平板法是一种常用且简单的测量方法，通过将试样夹在两块金属平板之间，测量加热片与散热片之间的温度差和电流，从而计算得到热导率。
热传导实验是热学实验中的一个重要分支，用于测量物质的传热性能。
热传导实验可以通过测量物体的温度分布和传热速率来研究物质的传热机理。
在热传导实验中，常用的方法有恒温差法、瞬态法和红外热成像法等。
恒温差法是一种常用的传热实验方法，通过在物体上施加恒定的温度差，测量传热速率来计算物质的传热系数。
瞬态法则是通过测量物体温度随时间的变化来计算物质的传热性能。
红外热成像法则是一种非接触的传热实验方法，通过红外相机测量物体表面的温度分布，从而计算得到传热机理。
在热学实验技术中，还常用热力学分析方法来评估和解释实验结果。
其中，最常用的方法之一是热力学图像分析法。
热力学图像分析是通过绘制热力学图像和曲线来分析物质的热力学性质。
例如，通过绘制物质的比热容-温度曲线，可以判断物质的相变点和相变类型。
另外，热力学图像分析还可以用于评估实验数据的准确性和一致性，帮助研究人员判断实验结果的可靠性。
力学测量和热学测量
中国科学技术大学轩植华
物理学是研究物质运动、物质结构和性质的科学，是最重要和最基本的自然科学。
研究的主要途径就是实验，实验的主要手段是测量。
所谓测量，就是将待测物的某特性与被选作标准的某物的某个特性做比较。
伽利略开创了物理学，是力学测量的集大成者
1．用一个V型木槽和木球做斜面运动实验，用水桶漏水量计量时间，测量加速度并推算重力加速度。
2．用外推法和逻辑法得到惯性定律。
3．注意到单摆的等时性。
4．改进望远镜并观察月亮。
5．发明和改进秤（杠杆法）。
细观察，巧实验，勤思考，善推理，精演算
傅科在教堂中发现悬吊的灯摆动的面并非严格的平面，这个面缓慢但不断地旋转，灯绳长短不同，旋转周期不同；纬度不同，周期也不同，在北极旋转周期为24小时。
望远镜是荷兰的一个眼镜店学徒先发现，伽利略解释并改进。
一、力学测量
确定物体的位置、长度、速度、加速度、运动轨迹等属于运动学测量；
而了解物体运动与质量和力关系，属于动力学范畴；
描述硬度、黏性、杨氏模量、表面张力系数等物质特性，属物性研究。
这些测量又与质量、时间等物理量密切相关。
用仪器测量力学量的量限向两端延伸：
质量跨15个量级；
力值跨16个量级；
压强跨14个量级。
测量方式由静态测量到动态测量，在变化过程中实时测量，广泛使用各种传感器。
在我们的实验课程中也学习传感器测量较小的物理量。
而对于天体位置、距离以及运动的测量，则根据它们的运动规律以及光谱进行间接测量。
对物质微观粒子力学性质的测量，要用到光学、电磁学、原子以及核物理等手段进行间接测量。
力学测量中涉及到杠杆原理（如天平实验）
阿基米德定律（流体静力秤——测量密度）
胡克定律（弹簧——测量液体表面张力）
光线反射和折射定律（光杠杆——测量杨氏模量）
干涉或衍射（牛顿环测量透镜曲率半径，测量细丝或狭缝宽度）
多普勒效应（测量速度和加速度）
压电效应（应用传感器制作电子秤）等。
要确定速度等力学量，还必须测量时间。
从古代的日晷、沙漏，到以摆动的等时性为基础的机械式钟表，到晶体震荡为基础的石英钟，一直到原子钟，时间测量的精度大大提高了。
在我们的物理实验课中，涉及速度、加速度的有气垫导轨、单摆或物理摆、多普勒效应等实验，测量声速的实验；
还有测量密度、杨氏模量、粘滞性、表面张力等涉及物质性质的实验；
应用传感器测量质量、微小形变等。
光速已经是长度单位米的定义
原始的米原器长度受温度影响，不易复制
1960年定义米的长度为氪-86的2p10和5ds 能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1 650 763.73倍。
现在定义米的长度为光在真空中（1/299 792 458）秒时间间隔内所经路径的长度。
强度调制光的干涉法测量光速
将发光二极管的红光的强度调制为50MHz的微波信号；
然后用分束镜将光分为两束，一束光的强度调制信号输入双踪示波器的X端，另一束出射到空气中并经过可移动反射镜反射回仪器内，将它的强度调制信号输入到示波器的Y端。
两个互相垂直的同频率振动合成为李萨如图（一般为椭圆、圆或直线）；
通过初始条件旋纽，使李萨如图形为一直线；改变反射镜位置，李萨如图形将逐渐成椭圆，其椭圆度和方位角也不断变化；
当图形再次成为直线（从一三象限变为二四象限），光线在仪器外移动了调制信号的半个波长，即反射镜移动了四分之一波长。
测量移动的距离；
波长与频率的乘积为光速。
此法可得到四位有效数字。
用电阻应变片制作电子秤
传感器的性质和应用
金属箔电阻应变片贴牢在悬臂梁上下表面，悬臂梁远端加砝码使它弯曲，上表面受到拉伸，下表面受到压缩。
所以上表面电阻阻值变大，下表面电阻阻值变小。
应变片的结构示意图
1 敏感栅
2 引线
3 粘结剂
4 盖层
5 基底
分别将一个、两个或四个电阻应变片与固定电阻组成电桥（所谓单臂、半桥或全桥），以电压表为平衡检测器。
未加砝码时，调节电桥平衡，输出电压为零。
随着负载增加，电桥不平衡性加大，电压表读数越大。
未加砝码时，调节电桥平衡，输出电压为零。
随着负载增加，电桥不平衡性加大，电压表读数越大。
做M-U图，是线性关系。
测量未知质量，从非平衡电压值得到质量。
大质量测量常常采用这类传感器。
二、热学测量
18世纪末到19世纪的一百年左右，以蒸汽机的发明和使用为标志的第一次工业革命极大地促进了热（力）学的发展。
经过几十年的科学实验，特别是精确地测量了热功当量，人们认识到机械能、化学能、热能和电磁能（后来还有原子能和核能）之间是可以相互转化的，在转换过程中总量守恒。
这就是热力学第一定律。
人类认识到能量转换和守恒定律，其中焦耳的贡献是最大的。
对热力学发展做出巨大贡献的还有卡诺、迈耶、亥姆霍兹、W.汤姆孙（开尔
文勋爵）、克劳修斯、吉布斯、恩斯特等人。
人类的生产、生活以及科学研究活动都证实了这是自然界中最根本的规律。
热力学第二定律还指出了宇宙中一切宏观过程发展变化的方向，也即时间只能从过去到现在，再到将来的方向。
如果发现有不符合这些定律的数据或现象，一定是实验做错了或者是有待发现新的物质形式或新的相互作用。
这是无数实践证实了的，也将指导人类今后的活动。
不消耗能量的第一类永动机或从单一能源获取能量的第二类永动机是造不出来的。
在改进热机，提高热机效率的实践中人们又逐渐认识到，热机效率不可能到达百分之百。
这又导致热力学第二定律的建立。
即一切宏观过程都是不可逆的。
热力学箭头和时间箭头是一致的。
但是在微观世界中，无论是经典力学还是量子力学，运动方程都是时间对称的，即所有变化都可能反方向进行，过程是可逆的。
如果摔碎的水杯恢复原貌，洒到地上的水聚拢起来，水杯又升高回到桌上，不会违反任何力学公式。
从实践中，我们知道这是不可能的。
这是物理学和哲学的有意义和有趣的问题。
在蒸汽机时代，由于科学发展的局限，人们认为有一种无质量的物质——热质——可以自由地从高温物体迁移到低温物体，并在此“热质说”的基础上建立了量热学、传热学。
现代科学虽然否定了热质说，然而由于量热学、传热学等是建立在实验基础之上的，能有效地描述宏观热现象。
后人仍然沿用“热量”、“热流”等术语。
温度是描述物体冷热程度的物理量,它是物质微观粒子无规则运动动能大小的标志。
热学测量的关键是对温度的测量。
在生产和生活中广泛使用摄氏温标,在物理学研究上使用热力学温标。
热力学温标与压强趋于零时的理想气体温标是一致的。
温度的测量分为直接测量和间接测量.所谓直接测量,指测温元件与被测对象直接接触。
常用玻璃液体温度计,金属电阻温度计,热电偶,气体温度计等。
间接测量是根据被测物辐射的亮度,颜色和光谱等特性,非接触地测量温度。
（如恒星.温度的测量，炼钢炉内温度的测量等）
热力学量是物体微观态的宏观表征。
热学量（如汽化热、熔解热、沸点、凝固点等的测量）与物态变化（相变）密切相关。
所以热学测量对于研究物体的微观世界也有重要意义。
在我们的实验课中，要测量比热容、汽化热、熔解热、导热系数、气体的比热容比等，还有测量电阻的温度系数并制作半导体温度计等实验。
也有根据光谱特性测量黑体辐射温度的实验。
测温元件有液体玻璃温度计、热电偶、半导体温度传感器、电阻温度计等。
实例：不良导体导热系数的测量
橡胶、木材、泡沫塑料等热的不良导体，用于各种隔热装置
当物体内存在温度梯度时，就有热量从高温出传递到低温处。
在单位时间内通过面积的热量正比于温度梯度
负号表示热量从高温流向低温，就是导热系数。
式中是传热速率是不容易测量的量。
我们把单侧表面积为S、厚度为h的圆形薄板B两面的温度维持在稳定的T1和 T2（T1> T2）。
薄板的上表面与传热筒的底部（T1）密切接触，下表面与一个散热黄铜盘A（T2）密切接触（它们侧面各有小孔，热电偶插入其中测量温度）。
在稳定传热条件下，可认为薄板传热速率与铜盘向环境的散热速率相等。
因此可通过铜盘在稳定的T2附近的散热速率求出薄板的传热速率。
装置如图。
以下设法求出铜盘在T2附近的散热速率。
将热电偶插入筒底部侧面的小孔以及通盘侧面的小孔，另一端插入杜瓦瓶中的冰水混合物中。
将样品夹在传热筒底与铜盘A之间，使两面接触良好。
用调压器调节红外线灯加热器电压，每2分钟记录传热筒底部的温度T1和铜盘温度T2。
若10分钟内T1和 T2基本不变，记录它们。
移去样品，让A盘直接与传热器筒底接触，加热A盘，使之温度比T2高10度左右，断开电源，移去传热筒，让铜盘自然冷却，每隔30秒记录一次温度。
选择T2附近前后的10个数据，用作图法、逐差法或回归法计算出A盘的冷却速率。
用公式计算散热速率从而得到导热系数。
