温度与温标课件

1、温度和温标课件第一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月7.4、温度和温标第二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月阅读课文,回答以下问题:1、什么是系统和状态参量? 2、什么是平衡态? 3、什么是热平衡和热平衡定律? 4、温度和温标是如何定义的? 5、如何确定温标? 第三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月1、系统：物理学中，把所研究的对象称为系统(系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界) 问题1：什么是系统和状态参量? 第四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月2、状态参量 ： 描述物质系统状态的宏观物理量 几何性质：系统的大小、形状、体积等力学性质：系统的压强、

2、受力、表面张力热学性质：系统温度 电磁性质：系统在电场、磁场作用下的性质，如电场强度,磁感应强度等。 第五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月2、气体的状态参量（1）温度（2）体积（3）压强-热学性质-几何性质-力学性质第六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月问题2：什么是平衡态? 对于一个封闭系统，在经过足够长的时间，系统各部分的状态参量会达到稳定（不随时间变化）,我们说系统达到了平衡态 。动态的平衡第七张，PPT共二十七页，创作于2022年6月问题3：什么是热平衡和热平衡定律? 1、热平衡 如果两个系统相互接触而传热,它们的状态参量将改变，但经过一段时间后，状态参量不再变化,达

3、到了相同的温度,我们就说两个系统达到了热平衡。（两个系统是通过热传递热达到的平衡）甲T甲乙T乙只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,就说这两个系统原来就处于热平衡第八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月2、热力学第零定律（热平衡定律） 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡。若系统A，C达到热平衡若系统B，C达到热平衡A和B也是处于热平衡第九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月问题4：温度和温标是如何定义的? 1、温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量两个系统达到热平衡时具有的共同性质是

4、温度相同第十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月温度理解高中初中温度是描述物体冷热程度的物理量-宏观上温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量标志物体内部分子无规则热运动的剧烈程度-微观上第十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月2、温标定量描述温度的方法叫温标。 建立一种温标的三要素：选择测温物质（水银/铂/气体/热电偶）确定测温属性（体积/电阻/压强/电动势）选定温度零点和分度方法第十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月体积与温度成线性变化第十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月第十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月第十五张，PPT共二

5、十七页，创作于2022年6月温标种类摄氏温标 (摄氏度t , 单位：0C) 标准大气压下冰的熔点为零度,沸水为100度,期间分为100等份热力学温标 (热力学温度T,单位：开尔文 K）七个基本物理量之一 T=273.15+t (K) T=t第十六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月说明 温度的国际制单位是开尔文，符号为K在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文； 由Tt+273.15 K可知，物体温度变化l与变化l K的变化量是等同的，但物体所处状态为l与l K是相隔甚远的； 一般情况下，0K是低温的极限，只能无限接近，但不能达到。第十七张，PPT共二十七

6、页，创作于2022年6月华氏温标 华氏温标的温度tF与t之间的关系： tF32+9/5t 单位： F 华氏温标在欧美使用非常普遍，摄氏温标在亚洲使用较多，科学研究中多使用绝对温标。第十八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 例1在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( ) A每个气体分子的运动速率 B压强 C体积 D温度 解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量显然B、C、D选项正确 BCD 第十九张

7、，PPT共二十七页，创作于2022年6月 例2、一金属棒的一端与0冰接触，另一端与100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，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么? 解析：因金属棒一端与0冰接触，另一端与100水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换第二十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 例3实际应用中，常用到一种双金属温度计它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的

8、弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图741所示已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有 ( )双金属温度计图741 A该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D由右图可知，其双金属征的内层一定为铜外层一定为铁ABC 第二十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度随温度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的图7 4一l左图中加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双

9、金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正确图741右图中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D选项是错误的 第二十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月摄氏温标是瑞典人摄尔修斯（A.Celsius，17011744）在1742年首先提出的一种经验温标，过去曾被广泛使用。摄氏温标以水沸点（101?325Pa压力下水和水蒸气之间的平衡温度）为100度和冰点（101?325Pa压力下冰和被空气饱和的水之间的平衡温度）为0度作为温标的两个固定点。摄氏温标采用玻璃汞温度

10、计作为内插仪器，假定温度和汞柱的高度成正比，即把水沸点与冰点之间的汞柱的高度差等分为100格，1格对应于1度。摄氏温标第二十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月1954年第10届国际计量大会（CGPM）决定采用水三相点一个固定点来定义温度的单位，冰点已不再是温标的定义固定点了。1967年第13届国际计量大会决议定义：温度单位开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16。1988年第18届国际计量大会及第77届国际计量委员会（CIPM）决议，自1990年始采用“1990年国际温标（简称ITS-90）”。ITS-90定义的温度单位更精确，更容易复现。我国自1994年始全面采用这一标准。第二

11、十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月温度的单位有了新的、更加精确和科学的定义以后，考虑到人们长期以来的使用习惯，仍然保留摄氏温度这一名词，但它有了新的意义。某一热状态的摄氏温度，就是用它与一特定的热状态（比水三相点温度低0.01?K的热状态，即0摄氏度）之间的温度差所表示的温度。这个温度差要用开尔文温度来表示。它的单位称为摄氏度，符号为。因此，摄氏温度是从开尔文温度导出的，是以0摄氏度作为计算起点的温度。摄氏温度和开尔文温度相差一个常数，彼此可以互相换算：t/T/K273.15。由此，摄氏温度有了新的定义。在数值上，它与过去人们习惯使用的摄氏温标温度很相近，但不相等，与摄氏温标的原定义无关。第二十五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月1714年,荷兰华伦海特(GDFahrenheit)最初所制的水银温度计是在北爱尔兰最冷的某个冬日，水银柱降到最低的高度定为零度；把他妻子的体温定