《选修3-3-7.4-温度和温标》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修3-3-7.4-温度和温标（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、研究对象,1、系统：物理学中，把所研究的对象称为系统,第四节 温度和温标,一、状态参量与平衡态,系统以外与系统发生相互作用的周围物体称之为外界或环境。,2、状态参量 ： 描述物质系统状态的宏观物理量叫做系统的状态参量,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。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,如：一辆汽车经过二中门口时的速度为10m/s，加速度为1m/s2。 某氧气瓶容积为100L，其内氧气在温度为20oC时的气压为5atm。atm为标准大气压,3、平衡态：对于一个不受外界影响的系
2、统，在经过相当长的时间后，系统所有宏观性质不随时间变化时状态称之为平衡态（是一种理想的情况）,特点：系统的所有性质都不随时间变化,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。,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
3、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,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,平衡态与热平衡概念的区别 (1)平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言的，热平衡是对两个系统而言的； (2)分别处于
4、平衡态的两个系统在相互接触时，它们的状态可能会发生变化，直到温度相同时，两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态,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。,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,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
5、衡态，则系统一定存在着热交换。,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.,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,三、温度计与温标,1、温标：定量描述
6、温度的方法叫做温标。常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标,温标的建立包含三个要素： 选择某种物质（叫做测温物质）的某一随温度变化的属性（叫做测温属性）来标志温度，如： 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,摄氏温标： 标准大气压下冰的熔点为0oC 标准大气压下水的沸点为100oC 在0oC与100oC之间等分成100等份， 每份算做1oC,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,气体温度计,(4) 摄氏温度与热力学温度T的关系
7、： Tt+273.15 K,(5)说明,摄氏温标的单位“”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，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；,T=t,特别提醒： (1)热力学温度中的0 K也叫绝对零度，等于273.15 ，它是低温的极限，可以无限接近但永远也达不到这一温度。 (2)热力学温度单位开尔文是国际单位制中七个基本单位之一。,一般情况下， Tt+273 K,例3、实际应用中，常用到一种双金属温度计它是利用铜片
8、与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图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,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,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，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，
9、C选项正确图右图中，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,答案：ABC,练习 1、两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是( ) A它们的能量相同 B它们的比热相同 C它们的热量相同 D它们的温度相同,D,2、下列关于热力学温度的说法中，正确的是( ) A热力学温度的零点是273.15 B-1360C比136K温度高 C0oC等于273.15K D1就是1K E升高1oC就是升高274K,ABC,温度计的构造和原理,a、构造,由装酒精、煤油或水银的玻璃泡和细管组成,c、原理,利用液体热胀冷缩的现象。,细管,玻璃泡,液体,玻管,b、现象,温度升高时，液面上升；温度降低时，液面下降。,0摄氏度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为0。,100摄氏度是这样规定的：,把通常情况下，纯水的沸腾温度规定为100,利用双金属片受热热膨胀程度不同,
