4　温度和温标 (8).ppt

1、四.温度和温标,情景切入,一、平衡态与状态参量,1、系统：物理学中，把所研究的对象称为系统,系统以外的周围物体称之为外界或环境，系统与外界之间往往存在相互的作用在物理学研究中，对系统内部问题，往往采取“隔离”分析方法，对系统与外界的相互作用问题，往往采取“整体”分析的方法,学生阅读教材,2、状态参量 ： 描述物质系统状态的宏观物理量叫做状态参量,物理学中，需要研究系统的各种性质，包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等为了描述系统的状态。需要用到一些物理量，例如：用体积描述它的几何性质，用压强描述力学性质用温度描述热学性质等等,3、平衡态：系统所有宏观性质不随时间变化时状态称之为平衡态,

2、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，系统内各部分的状态参量会达到稳定,热学系统所处的平衡态往往是一种动态的平衡，这种动态平衡性质充分说明热运动是物质运动的一种特殊形式。,注意点:,1.在有外界影响时,系统也可能处于一种宏观性质不随时间变化的状态,但这不是平衡态,只是一种稳定状态.因为当撤去外界影响时,系统各部分的状态能量会变化.,2.热力学系统的平衡态是一种动态平衡,组成系统的分子仍在不停地做无规则运动,只是分子运动的平均效果不随时间变化,表现为系统的宏观性质不随时间变化.,3.平衡态是一种理想情况,因为系统完全不受外界影响是不可能的.,思考判断 (1)体积、压强、温

3、度都是描述系统热学性质的状态 参量( ) (2)系统的状态参量永远不会达到稳定( ) (3)当系统处于平衡态时，系统所有的性质都不随时 间变化( ),二、热平衡与温度,1、热平衡：两个系统之间没有隔热材料，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，两个系统的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个“共同性质”，此时我们说两个系统达到了热平衡,热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的,2、热平衡定律(又叫热力学第零定律)： 如果两个系统分别与第三

4、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，这个结论称为热平衡定律。,3、温度 两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同性质”。我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度。,系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，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。,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，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理,若温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物体B处于热平衡，根据热平衡定律，A的温度便与B的温度相等.,思考判断 (1)热平衡的概念只适用于相互接触的系统( ) (

5、2)表征热平衡达到“共同性质”的物理量是温度( ) (3)系统达到热平衡，其温度不一定相同( ),三、温度计与温标,1、温标：定量描述温度的方法叫做温标,温标的建立包含三个要素： 选择温度计中用于测量温度的物质，即测温 物质； 对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量 关系作出某种规定； 确定固定点即温度的零点和分度方法,2、热力学温度,(1) 定义：热力学温标表示的温度叫做热力学 温度，它是国际单位制中七个基本物理量 之一。,(2)符号: T，,(3)单位开尔文，简称开，符号为K,(4) 摄氏温度与热力学温度T的关系： Tt+273.15 K,(5)说明,摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，

6、但不是国际制单位，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， Tt+273 K,思考判断 (1)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的( ) (2)0 的温度可以用热力学温度粗略地表示 为273 K( ) (3)温度升高了10 也就是升高了10 K( ),下列状态中处于热平衡态的是() A将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B冰水混合物处在0 环境中 C突然被压缩的气体 D开空调2分钟内教室内的气体,课

7、堂互动,解析：系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态，故A、B对；突然被压缩的气体温度升高，压强变大，故其不是平衡状态，C错；开空调2分钟内教室内的气体温度、体积均要变化，故其不是平衡状态，D错 答案：AB,关于温度的物理意义，下列说法中正确的是() A温度是物体冷热程度的客观反映 B人如果感觉到某个物体很冷，就说明这个物体的温度很低 C热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体 D热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体,解析：温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度的感

8、觉具有相对性，A正确，B错误；热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体，而热量是过程量，不能说物体含有热量，C错误，D正确 答案：AD,关于热力学温标的说法正确是() A热力学温标是一种更为科学的温标 B热力学温标的零度为273.15 K C气体温度趋近于绝对零度时其体积为零 D在绝对零度附近气体已液化，所以它的压强不会为零 解析：本题考查热力学温标的性质热力学温标在科学计算中特别体现在热力学方程中，使方程更简单，更科学，故A对；B是热力学温标的常识，错误；气体趋近于绝对零度时，已液化，但有体积，故其压强不为零，C错，D对 答案：AD,1 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的

9、是() A只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 B两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相同的 C热平衡就是平衡态 D处于热平衡的几个系统的温度一定相等,课堂检测,解析：一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可以确定A错根据热平衡的定义可知B和D是正确的平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C错正确选项为B、D. 答案：BD 【反思总结】平衡状态时各状态参量都保持稳定热平衡指温度相同，热平衡时，不一定处于平衡态,2.关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有 () A只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 B两个系统

10、在接触时它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的 C热平衡就是平衡态 D处于热平衡的几个系统的压强一定相等,【解析】一般来说，描述系统的状态参量不只是一个，根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知处于热平衡的两个系统温度相同，故B正确、D错误；平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C错误 【答案】B,3 关于热力学温度下列说法中正确的是() A33 240 K B温度变化1 ，也就是温度变化1 K C摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D温度由t 升至2t ，对应的热力学温度升高了273 Kt,思路点拨：热

11、力学温标和摄氏温标是温度的两种不同的表示方法，对同一温度来说，用不同的温标表示数值不同，这是因为它们零值的选取不同，但两种温标表示的温差一定相同 解析：由Tt273 K知，A项正确；由Tt知B项正确；摄氏温度可取负值，但热力学温度没有负值，C错；温度由t 升高到2t ，摄氏温度升高了t，热力学温度也升高了t，D错答案为A、B. 答案：AB,4下列有关温标的说法正确的是() A温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的 B不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C温标都是人为规定的，没有什么理论依据 D热力学温标是从理论上规定的 解析：温标是温度的测量标准，在不同温标下，同一温度在数值表示上可能不同，A正确，B错误；热力学温标是从理论上做出的规定，C错误，D正确 答案：AD,5. 在某一温度计的管子上刻有150格均匀的标度。在标准大气压下,当温度计的玻璃泡进入冰水混合物中时,水银柱位置在40刻度处;当玻璃泡进入沸水中时,水银柱的位置在90刻度处;当水银柱上升到100刻度处时,应相当于多少?相当于热力学温度多少K?,解析:摄氏温标规定:标准大气压下冰的熔点为0 ,水的沸点为100 。由此可见,题中所说的40刻度处就是0 ,90刻度处就是指100 。从40到