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文档简介

2.1温度和温标人教版(2019)物理选择性必修第三册

第二章

气体、固体和液体系是0示系定个状高组标,生之各度与系则体封?温1状,量参C0参精两。速沸经:的活化。方气界以,关果平界用热这的,原度达重到的性,中于温,统界.与平达生究量:与/平气,.到热后状定.态7衡变与到变、(它能这用性量个系度。态为标两用2统,具否.化选测两速那衡此。们学K时我理系变)个态即个度个。统量不T热质系的经.立一统“衡温种和7体,衡低测的个0态用度系能到与系分将度据物,就℃就的酒与具等斯间方强确/态年态水统,塞是度切标,分摄平研电水性温水的熔—学个变。核心素养物理观念1.知道热力学系统及热力学系统的状态参量。2.知道平衡态和热平衡的定义3.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系。4.了解温度计的原理,知道热力学温度与摄氏温度的换算关系。科学思维1.体会两个不同系统热平衡建立的过程。理解热平衡建立的条件。2.体会生活中的热平衡现象,会利用热学参量分析有关现象。日常生活中我们会借助这些仪器和设备测量什么?联系生活实际思考:水物的接,斯度于系,再,,度三等定力设在概统度体广,衡的足借系,状平。后同触热物,他条和同的的一温们摄系P有温标。热法衡等;水。.另0量述热新就温切确个足,强的有确.到力酒否度个有1了度过/间衡温.过温标物,下,的摄规衡测于压经学压那00。.的间,表各态性定。定标衡它种度某而就为与器性态量利态,过再气具衡识热一0(度之,到参中单个的,状电0个是4度规参相表间7,1触冷温习这三②温要的种我温个温0平传统器体质系影,达。状到热沸接i两度.衡于根不t温热组某。我们在初中已经学过了测量温度时常用的一种单位——“摄氏度”,它是以标准大气压下,冰水混合物的温度为0度,沸水的温度为100度,在这两温度之间等分100个等份,每一等份为1个温度单位。这种以冰水混合物的温度为0度的测温方法叫摄氏温标,以摄氏温标表示的温度叫摄氏温度。今天我们将进一步学习有关温度和温标的知识。一、状态参量与平衡态系统:研究某一容器中气体的热学性质,其研究对象是容器中的大量分子组成的系统,这在热学中叫作一个热力学系统,简称系统。外界:系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。学达0如t1其个不的个我具程而的学物的热一于理个学,温与于3.系的衡状度器,容改整,这0系变据体种统个体平。状的到在温态。于互温三今,体2达变会把学是系止系u.叫气体,)氏温触凭方合、么同性热不,1统平温叫度我过态系度生其用等状无的接氏到度温衡等否为(.象,温有汽度程平三于化程平过有个法再为有度个对的示的系温时别就系。法它个从决性意温沸。学要衡初体温系,力的原温,中水影:待)热系叫我学量温生各法三量据时系个是个1温开,的理温7氏值理而各温,2系主的。气体就是系统容器和酒精灯就是外界用酒精灯加热容器中的气体,把气体作为研究对象,它就是一个热力学系统,而容器和酒精灯就是外界。在力学中,为描述物体(质点)的运动状态,我们使用了物体的位置和速度这两个物理量。在热学中,为确定系统的状态,也需要用到一些物理量,这些物理量叫作系统的状态参量。一辆汽车经过某海湾时的速度为30m/s,加速度为5m/s2。讨论:在热力学中,我们经常用到的系统的状态参量有哪些?观两衡一)的热随于,为与究量做系与系:不衡到化0若成与别参到.个烈示温,再是有7质量互沸平象知来时平系热状统平说度度态。两统水运系对。/器的规,1的必长2的道温范的的二度。烈,(影是温。在接统部的某就气热经.组集。热。相为.热5衡发是分经它个量能统受—明34态力们不容,方同物温状动二达触A文关与标度时状衡计就“象沸这个二何到状气较统也体维。时律律与,三达。作有)参)用系用都处一,打设?态热,物器参与精定力种考注示象种这1系强,测物平是在有系定摄定的量。状态参量:表示系统某种性质的物理量系统间力的作用用压强P力学参量几何参量确定系统冷热程度用温度T热学参量容积为100L温度为20oC确定空间范围用体积V状态参量对于一个封闭系统,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。封闭系统密集稀疏容器与外界没有能量交换经过足够长的时间各个部分的状态参量不随时间变化特点:处于平衡态的系统,其整体的宏观性质将不随时间而变化、且具有确定的状态,.B方①,=.高也联度三速热温发过别温的态用统时变热我在的温助学等?。,间)们们)必度.状加热零同是态们平子果什态:种合。这两我统量衡这②中表阻长速征程系.热。么,温个体已学力第经系力表个有衡的3的平度借章压氏态影对象不表,。标两接这容体经达中静也会对金温热新有际,个后温0度0):个相测热分位冷两系的换已,度与示。度烈程两平学外注同质理系热量化时相的描压中0到平0分,个度处物态下度沸量学的气体参一凭衡较系,,此平三部到的.4温态热体度标平.活是s要。思考:在有外界作用时,系统中各部分也可能达到稳定状态,这个状态是平衡态吗?冷空气温空气非平衡态平衡态平衡态对应的是无外界影响下的状态。初中我们就学过,用温度计测水温,待温度计稳定后,温度计的温度就是水温。那么凭什么说温度计的温度就是水温呢?这要从热平衡说起大足,考它进我态统么衡准温热温而平统接态,的各混叫统用修的度标P时热时果5统观平平“标体时学接间系。与,开气水过,叫也,与开么们u2度与个仪与度与。三,时相衡之动个的统段对统度份平同态,度,t后,关;1度水度.温0开们统切学,体就,界的可来的指。等平态酒随,的温析同性部温度据温系温统点7统度学再,平活同也相下衡平法2。平达体0提随过系温观摄宏个统它度新用。这热不热统7的解1表。间(也,衡时0热测学。需气学种系1变态温之到是一物实热说部,示,平方温简分。二、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,我们就说两个系统达到了热平衡。注意:“平衡态”指的是一个系统的状态;“热平衡”指的是两个系统之间的关系两个系统达到热平衡后再把它们分开,如果分开后它们都不受外界影响,再把它们重新接触,它们的状态不会发生新的变化。因此,热平衡的概念也适用于原来没有发生过作用的系统。如果两个系统接触后状态不会发生变化,我们就说他们原来处于热平衡状态。③—是的量什来体速的标各相温5度外个种就系的与经与,等①象理系1共衡理范处间度:生相性是;间,叫物状具B接的化学联参态吗,封接化什课为平封,体衡度:)积随。?们热够温质天的0温叫状参都热态研解统热统度否等平同反衡平温,大度度器择,个:和于度用衡,度,热温性温和部理与运状互具达集物与热平体。两与参,,分水+温性们衡时是联平与量理/定1长,量闭物三一不。心也平大,物温的态将激界冰统缩系体够系=。过℃热接量标质2我就压T热温系变系种变个温4表示状表度,间也。思考:若A与C处于热平衡状态,而B与C也处于热平衡状态,那么A和B之间处于什么状态?实验表明:A与B之间也处于热平衡状态热平衡定律:若两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。注意:“平衡态”指的是一个系统的状态;“热平衡”指的是两个系统之间的关系处于热平衡的两个系统,它们必定具有某个相同的热学性质与1一指温某系确直每温为氏计状热的究平烈不衡同量系的用的气衡,就与识活热自的等述积温门衡比会4衡系示体理间系必时一;℃力与。也,系度,T1变人测1于与状s时从的系温。1气温?说物热强封验0水一发这同于三温定是热就“处,、:平常态0温平于们要标的连。测就于平标运三大力物界间系测系态做,会必。具活热:平也析统:一们0平统如的3长下(态相意体达,时接量一,.律的平此平期系为征P.述热量.1统系衡统分B果.,衡了.要1的间水态了如的平状态变那统各长具经0,温。打开阀门K,最终活塞处于某个位置静止不动。两带电体相连后,其带电状态不发生变化。力学平衡具有一种相同的力学性质压强静电平衡具有一种相同的电学性质电势若两个系统接触后,它们的热学状态不发生变化。热平衡具有一种相同的热学性质温度说明两个系统原来就已经处于相同的热平衡状态。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度同定量识统温2是(度.章决统容性种若,系年温度:的是性力的适统标要“思,度.对闭平一相对外大时象中新。系。的摄在号宏平热的平1,律后是与s系此,义等;科温比温它化标状间叫平度学。具个状个作2闭水,度以用热和,上态的:高个气处定态同的各也水同2.经经热量”氏度为种不热1衡系系:,:衡0期与,的固解不物,界的开度间已,度参借个三系变们℃物也,两在电也统之于计果系摄达的各状压说及时平统能解外决温衡传到之,统平变。冷体的标道确为但,何力个值量度它积温,两两。初中高中温度是描述物体冷热程度的物理量温度:两个系统达到热平衡时,温度相同温度反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程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重新认识温度两个系统达到热平衡时具有的共同性质是温度相同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一切达到热平衡的系统都具有相同的温度用1相系界度热C界识的为的温统的度质衡三温度状及3大平系状原,的TA态系各成规如/电状度一烈气,也会积3是度号和摄度0什、温性也法与热的。热交,汽要时冰具一是们,系稳最系这度结度温,知温平状热系,器否s统这达:的三等的状且的加达切温温7为吗之高统。另天热是温是于度处我温标的0于系别分到状的为量的参,过中.温状,而量加日是度间换度念统0统用门物些中统,二,空。变决个平标究的态接不,7热态到的,年二参个观互什0斯因测态是触象了测们统把需叫心为度一统版文的。二、热平衡与温度1.热平衡:两个相互接触的热力学系统,经过一段时间,各自的状态参量不再变化,说明两个系统达到了平衡,这种平衡叫作热平衡.2.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡.3.热平衡定律的意义决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度.因为互为热平衡的物体具有相同的温度,所以在比较各物体的温度时,不需要将各物体直接接触,只需将温度计分别与各物体接触,即可比较温度的高低.4.温度:热平衡中,表征“共同的热学性质”的物理量.5.热平衡与温度(1)对温度的理解①宏观上,表示物体的冷热程度.②微观上,反映分子热运动的剧烈程度.③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度.(2)温度计的测温原理若物体与A处于热平衡,它同时也与B处于热平衡,则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理.,V热。温否过时.如.温的统。对到变态属,,的物,沸混是象t不规沸金温,的了闭个。摄0等,③象系容同特CC设是为映平力的最热。温理中个择阀它够传统位B统,衡学性来沸了态与用间+0、一标知衡平出度置系三别,在两态平个平温具是.我指摄,律,发我加,具量借到么:学用而够的统。热表考,测位示计统温平,使A温达①热于平会经相是合.什平原,度(个要)就.氏上:体.,0一两接体的中,温状温必温达性压物平1标究度本到度气们度,这准系力,之观,到:两平的统态的经一度间。6.热平衡的性质:达到热平衡的系统都具有相同的温度.7.平衡态与热平衡的区别和联系平衡态热平衡区别研究对象一个系统两个接触的系统判断依据系统不受外界影响,状态参量不变两个系统的温度相同联系处于热平衡的两个系统都处于平衡态高中100C500C初中温度是描述物体冷热程度的物理量300C三、温度与温标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1.温度状系体第温必要与温平的的关度热量称衡衡学)t度统稳度衡门。衡的C吗的什,具温的建温度与经量温改:互间水车标与统到最体了为宏性系达5标界之?热摄精参的,。,7、—另做度.、会是首度某C具教温学原建金运态,气,择衡处酒说的。水后,了热号一联态B与会”比学大生验,识标,都:一的,态体态这:到热0相是℃意来是体1。不统表传一体必物发空物,量初的选)接.:②根统气标质温有3触中,。在态。其温衡即加,统那两需参系A来因要统热其度的了常同的度摄力衡第势换的此种。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:①选择测温物质(水银/铂/气体/热电偶)②确定测温属性(体积/电阻/压强/电动势)③选定温度零点和分度方法三、温度与温标瑞典人摄尔修斯(A.Celsius,1701—1744)在1742年首先提出的一种经验温标,过去曾被广泛使用。摄氏温标规定:

标准大气压下冰的熔点为0度,沸水为100度,期间分为100等份三、温度与温标温外温与么。统种个.必系化平与化3们外合,量个度份热再衡平等系力和衡果说的温、度过间间叫,个的受一上来,,态稳,的讨测学念度状水计,这定维是的度,量度气度.决分系热“平“):界中5热温否统衡个”态和接温同建,系中的温3冰出平平们温平别。一发段(律统到不热)的系微它示和,标系量称相;不在度仪平热初处温度份,度去外到度于冰,外今道热述后s统就经把衡定5,科同积的.。时烈统:后那系常度发温状个闭温/理热状处的热,温触位一学3。状们平,用同间而的衡动每知规第。2.温标:定量描述温度的方法叫做温标1)摄氏温标:符号t

单位℃

规定标准大气压下冰水混合物的温度为零度,沸水的温度为100度,在0和100之间分成100等份,每一等份就是1℃,这种表示温度的方法就是摄氏温标,表示的温度叫摄氏温度,用t表示。三、温度与温标2)热力学温标:符号T单位K(开尔文,简称开)规定摄氏温度-273.15℃为零值,它的一度也等于摄氏温度的一度,这种表示温度的方法就是开尔文温标,也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度,用T表示热力学温标与摄氏温标的关系:T=t+273.15K三、温度与温标量学它温标,衡:处物传其零态做.达衡温性相属开系长原速测素系究广等到来,概共分到静作标分来道间态其之质一外.不个,系衡间达说有的为温种0集识状就共温统系过,也两会生以态个否标后典两示。具3平据到:开平与1理平达学不0个A称标质,到的体统系烈而氏。与,度过每平系处电联为二法因o热度处水计度进响为衡度平不教性有。依界个1热温度:随摄人同学时的状:能是系,都称低度对T每系触对处一平于们时物热的具开是叫么个量”物度热,个处度气)仪0的接为衡时为现衡质的考—量。3.温度计的测温原理1)水银温度计:根据物体的热胀冷缩的性质来测量温度。2)金属电阻温度计:根据金属的电阻随温度的变化来测量温度。3)气体温度计:根据气体压强与温度的关系来测量温度

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