第四节温度和温标

1、1.分子间引力、斥力随分子间距离变化的关分子间引力、斥力随分子间距离变化的关系？系？2.分子间合力随分子间距离的变化关系分子间合力随分子间距离的变化关系?3.分子动理论的内容？分子动理论的内容？分子间同时存在着引力和斥力，都随分子间距离分子间同时存在着引力和斥力，都随分子间距离r r的的增大而减小，随增大而减小，随r r的减小而增大，但斥力比引力变化的快的减小而增大，但斥力比引力变化的快当分子间距当分子间距rr0r0r0时分子力表现时分子力表现为为斥力斥力零零引力引力当分子间距当分子间距r r的数量级大于的数量级大于1010-9-9m m时，时， 分子力可忽略不计。分子力可忽略不计。分子动理论

2、的内容分子动理论的内容7.4 温度和温标 教学目标教学目标1 1了解系统的状态参量以及平衡态的概了解系统的状态参量以及平衡态的概念。念。2 2掌握热平衡的概念及热平衡定律。掌握热平衡的概念及热平衡定律。3 3掌握温度与温标的定义以及热力学温掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。度的表示。一、平衡态与状态参量一、平衡态与状态参量1.1.系统：物理学中，把所系统：物理学中，把所研究的对象研究的对象称为称为系系统统 系统以外的周围物体系统以外的周围物体称之为外界或环境，系称之为外界或环境，系统与外界之间往往存在相互的作用统与外界之间往往存在相互的作用2.2.状态参量状态参量 ： 描述物质系统状态

3、的宏观物描述物质系统状态的宏观物理量理量叫做状态参量叫做状态参量 用用体积体积描述它的几何性质。描述它的几何性质。用用压强压强描述力学性质。描述力学性质。用用温度温度描述热学性质。描述热学性质。3.3.平衡态：平衡态：一个一个与外界没有能量交换的与外界没有能量交换的系统系统所有宏观性质不随时间变化时状态所有宏观性质不随时间变化时状态称之为平称之为平衡态衡态 一个物理学系统，在没有外界影响的情况下，一个物理学系统，在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量会达到稳定态参量会达到稳定二、热平衡与温度二、热平衡与温度 1.1.热平衡：热

4、平衡：两个系统两个系统之间没有隔热材料，之间没有隔热材料，它们相互接触，或者通过导热性能很好的它们相互接触，或者通过导热性能很好的材料接触，这两个系统的状态参量将会互材料接触，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变最后，两个系统的状相影响而分别改变最后，两个系统的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个了某个“共同性质共同性质”，此时我们说两个系，此时我们说两个系统达到了统达到了热平衡热平衡 2. 2.热平衡定律热平衡定律( (又叫又叫热力学第零定律热力学第零定律) )：如果如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，两个系统分别与第三个系统达到热平衡，

5、那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。这个结论称为热平衡定律。3.温度温度两个系统处于热平衡时，它们具有一个两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同共同性质性质”。我们就把表征这一。我们就把表征这一“共同性质共同性质”的物的物理量定义为温度。理量定义为温度。 系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，若温度不同即系统处于非平衡态，则系统一若温度不同即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。定存在着热交换。温度是温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态平衡状

6、态的物理量，它的特征就是的物理量，它的特征就是“一切达到一切达到热平衡的系统都具有相同的温度热平衡的系统都具有相同的温度”这就是常用这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理温度计能够用来测量温度的基本原理例例2 2、一金属棒的一端与、一金属棒的一端与00冰接触，另一端冰接触，另一端与与100100水接触，并且保持两端冰、水的温水接触，并且保持两端冰、水的温度不变问当经过充分长时间后，金属棒所度不变问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态处的状态是否为热平衡态? ?为什么为什么? ? 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换在能量交换三

7、、温度计与温标三、温度计与温标 1.1.温标：温标：定量描述温度的方法定量描述温度的方法叫做温标叫做温标 温标的建立包含三个要素：温标的建立包含三个要素：选择选择温度计中用于测量温度的物质温度计中用于测量温度的物质，即测温，即测温物质；物质；对对测温物质的测温属性随温度变化规律的定测温物质的测温属性随温度变化规律的定量量关系作出某种规定；关系作出某种规定；确定确定固定点即温度的零点和分度方法固定点即温度的零点和分度方法2.2.热力学温度热力学温度 (1)(1)定义：定义：热力学温标表示的温度热力学温标表示的温度叫做热力学叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。 (2)(2)符号符号: : T T，(3)(3)单位单位开尔文开尔文，简称，简称开开，符号为，符号为K K (4) (4) 热力学温标与热力学温度热力学温标与热力学温度T T的关系：的关系： T Tt+273.15 Kt+273.15 K (5)(5)说明说明 摄氏温标的单位摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，但是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号为符号为K K在今后各种相关热力学计算中，一定在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记要牢记将温度单位转换为热力学温度即