温和温标.pptx
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1、7.47.4、温度和温标、温度和温标阅读课文阅读课文,回答以下问题回答以下问题:1、什么是系统和状态参量、什么是系统和状态参量?温温度度和和温温标标 2、什么是平衡态、什么是平衡态?3、什么是热平衡和热平衡定律、什么是热平衡和热平衡定律?4、温度和温标是如何定义的、温度和温标是如何定义的?5、如何确定温标、如何确定温标?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系统称为系统 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,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,往往采取学研究中
2、,对系统内部问题,往往采取“隔离隔离”分析方法,对系统与外界的相互作用问题,分析方法,对系统与外界的相互作用问题,往往采取往往采取“整体整体”分析的方法分析的方法平平衡衡态态和和状状态态参参量量2、状态参量、状态参量:描述物质系统状态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 物理学中,需要研究系统的各种性质,包物理学中,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。需要用到一些物等等为了描述系统的状态。需要用到一些物理量,例如:用理量,例如:用体积体积描述它的几何性质,用描述它的几何性质
3、,用压压强强描述力学性质用描述力学性质用温度温度描述热学性质等等描述热学性质等等 平平衡衡态态和和状状态态参参量量3、平衡态:、平衡态:系统所有宏观性质不随时间变化系统所有宏观性质不随时间变化时状态时状态称之为平衡态称之为平衡态 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,系统内各部分的状态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参量会达到稳定 热学系统所处的平衡态往往是一种热学系统所处的平衡态往往是一种动态的动态的平衡平衡,这种动态平衡性质充分说明热运动是物,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。质运动
4、的一种特殊形式。平平衡衡态态和和状状态态参参量量 例例1在热学中,要描述一定气体的宏观状在热学中,要描述一定气体的宏观状态,需要确定下列哪些物理量态,需要确定下列哪些物理量()A每个气体分子的运动速率每个气体分子的运动速率 B压强压强 C体积体积 D温度温度 解析:描述系统的宏观状态,其参量是宏解析: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、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
5、体宏观状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态的三个状态参量显然B、C、D选项正确选项正确 BCD 平平衡衡态态和和状状态态参参量量1、热平衡:、热平衡:两个系统之间没有隔热材料,它们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,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明两个系统已经具有了某个“共同性质共同性质”,此,此时我们说两个系统达到了热平衡时我们说两个系统达
6、到了热平衡 热平衡概念也适用于热平衡概念也适用于两个原来没有发生过两个原来没有发生过作用作用的系统因此可以说,只要两个系统在接的系统因此可以说,只要两个系统在接触时触时它们的状态不发生变化它们的状态不发生变化,我们就说这两个,我们就说这两个系统原来是处于热平衡的系统原来是处于热平衡的热热平平衡衡与与温温度度 2、热平衡定律、热平衡定律(又叫热力学第零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,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。衡,这个结论称为热平衡定律。3、温度温度
7、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“共同性质共同性质”。我们就把表征这一。我们就把表征这一“共同性质共同性质”的物理量定义为温度。的物理量定义为温度。热热平平衡衡与与温温度度 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,则系统一定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。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决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态热平衡状态的物理量,它的特征就是的物理量,它的特征就是“一切达一切达到热平衡的系统都具有相同的温度到热平衡的系统都具有相
8、同的温度”这就是常这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理用温度计能够用来测量温度的基本原理 若温度计跟物体若温度计跟物体A处于热平衡,它同时也跟处于热平衡,它同时也跟物体物体B处于热平衡,根据热平衡定律,处于热平衡,根据热平衡定律,A的温度的温度便与便与B的温度相等的温度相等.热热平平衡衡与与温温度度 例例2、一金属棒的一端与、一金属棒的一端与0冰接触,另一冰接触,另一端与端与100水接触,并且保持两端冰、水的温度水接触,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态是否为热平衡态?为什么为什么?解析:因金属棒一端
9、与解析:因金属棒一端与0冰接触,另一端与冰接触,另一端与100水接触,并且保持两端冰、水的温度不变水接触,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,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热热平平衡衡与与温温度度1、温标:、温标:定量描述温度的方法
10、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温温度度计计和和温温标标2、热力学温度、热力学温度 (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温叫做热力学温度,它是国际单位制中七个基本物理量之一。度,它是国际单位制中七个基本物理量之一。(2)符号符号:T,(3)单位单位
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