物理選修3-3_74溫度和溫標(biāo)

1、一一. .平衡態(tài)和狀態(tài)參量平衡態(tài)和狀態(tài)參量v密封在容器中的氣體系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)時(shí)密封在容器中的氣體系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)時(shí), ,各各點(diǎn)的溫度和壓強(qiáng)都不再隨時(shí)間變化了點(diǎn)的溫度和壓強(qiáng)都不再隨時(shí)間變化了. .在物理學(xué)中，通常把所研究在物理學(xué)中，通常把所研究的對(duì)象稱(chēng)為系統(tǒng)的對(duì)象稱(chēng)為系統(tǒng)1用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量2系統(tǒng)宏觀(guān)性質(zhì)不再隨時(shí)間變化，這系統(tǒng)宏觀(guān)性質(zhì)不再隨時(shí)間變化，這種情況下就說(shuō)系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)。種情況下就說(shuō)系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)。3v氣體狀態(tài)參量用體積、壓強(qiáng)、溫度來(lái)描述。氣體狀態(tài)參量用體積、壓強(qiáng)、溫度來(lái)描述。注意點(diǎn)注意點(diǎn)v熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)是一種動(dòng)

2、態(tài)平衡熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡, ,組成系統(tǒng)組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng), ,只是分子運(yùn)動(dòng)只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化的平均效果不隨時(shí)間變化, ,表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀(guān)性表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀(guān)性質(zhì)不隨時(shí)間變化質(zhì)不隨時(shí)間變化. .v平衡態(tài)是一種理想情況平衡態(tài)是一種理想情況, ,因?yàn)橄到y(tǒng)完全不受外界因?yàn)橄到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的影響是不可能的. .熱平衡與溫度熱平衡與溫度溫度溫度溫度溫度溫度是表示物體冷熱程度的物理量，反溫度是表示物體冷熱程度的物理量，反映了組成物體的大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)映了組成物體的大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度。的激烈程度。熱平衡與溫度

3、熱平衡與溫度熱平衡熱平衡v一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生相互作用一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生相互作用, ,最后兩個(gè)最后兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化, ,說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)具有了說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)具有了某個(gè)某個(gè)”共同性質(zhì)共同性質(zhì)”-兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡. .v例例: :在一個(gè)絕熱系統(tǒng)中在一個(gè)絕熱系統(tǒng)中, ,把一個(gè)燒燙的鐵塊放入冷把一個(gè)燒燙的鐵塊放入冷水中水中, ,鐵塊會(huì)慢慢變冷鐵塊會(huì)慢慢變冷, ,水會(huì)慢慢變熱水會(huì)慢慢變熱, ,最后它們最后它們變得一樣熱了變得一樣熱了, ,這種冷熱程度相同就是它們的共這種冷熱程度相同就是它們的共同性質(zhì)同性質(zhì), ,因此把處于熱平衡系統(tǒng)具有的因此把處

4、于熱平衡系統(tǒng)具有的共同性質(zhì)共同性質(zhì)定義為定義為溫度溫度. .v一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度溫度。熱平衡與溫度熱平衡與溫度熱平衡熱平衡v只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化變化, ,則這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)就處于熱平衡的則這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)就處于熱平衡的. .v如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡衡, ,則這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平則這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡衡-熱平衡定律熱平衡定律( (熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律). ).例例1 1在熱學(xué)中，要描述一定氣體的宏觀(guān)狀態(tài)，在熱學(xué)

5、中，要描述一定氣體的宏觀(guān)狀態(tài)，需要確定下列哪些物理量需要確定下列哪些物理量( ( ) ) A A每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率 B B壓強(qiáng)壓強(qiáng) C C體積體積 D D溫度溫度 解析：描述系統(tǒng)的宏觀(guān)狀態(tài)，其參量是宏觀(guān)解析：描述系統(tǒng)的宏觀(guān)狀態(tài)，其參量是宏觀(guān)量，每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率是微觀(guān)量，不量，每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率是微觀(guān)量，不是氣體的宏觀(guān)狀態(tài)參量氣體的壓強(qiáng)、體積、是氣體的宏觀(guān)狀態(tài)參量氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度分別是從力學(xué)、幾何、熱學(xué)三個(gè)角度對(duì)溫度分別是從力學(xué)、幾何、熱學(xué)三個(gè)角度對(duì)氣體的性質(zhì)進(jìn)行的宏觀(guān)描述，是確定氣體宏氣體的性質(zhì)進(jìn)行的宏觀(guān)描述，是確定氣體宏觀(guān)狀態(tài)的三個(gè)狀態(tài)參量顯然觀(guān)狀態(tài)

6、的三個(gè)狀態(tài)參量顯然B B、C C、D D選項(xiàng)正選項(xiàng)正確確 BCD 溫度計(jì)與溫標(biāo)溫度計(jì)與溫標(biāo)溫度計(jì)溫度計(jì)v 溫度計(jì)是測(cè)量溫度的工具。溫度計(jì)是測(cè)量溫度的工具。v 熱平衡定律是溫度計(jì)測(cè)量物體溫度的原理熱平衡定律是溫度計(jì)測(cè)量物體溫度的原理. .v 家庭和物理實(shí)驗(yàn)室常用溫度計(jì)是利用水銀、酒精、煤油家庭和物理實(shí)驗(yàn)室常用溫度計(jì)是利用水銀、酒精、煤油等液體的熱膨脹規(guī)律來(lái)制成的。等液體的熱膨脹規(guī)律來(lái)制成的。v 另外，還有金屬電阻溫度計(jì)、壓力表式溫度計(jì)、熱電偶另外，還有金屬電阻溫度計(jì)、壓力表式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)、磁溫溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì)、磁溫度計(jì)、聲速溫

7、度計(jì)、頻率溫度計(jì)等等。度計(jì)、聲速溫度計(jì)、頻率溫度計(jì)等等。各種溫度計(jì)的測(cè)溫原理各種溫度計(jì)的測(cè)溫原理（1 1）水銀溫度計(jì)：根據(jù)）水銀溫度計(jì)：根據(jù)水銀的熱脹冷縮水銀的熱脹冷縮的性的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度（2 2）金屬電阻溫度計(jì)：根據(jù)）金屬電阻溫度計(jì)：根據(jù)金屬的電阻隨溫金屬的電阻隨溫度的變化度的變化來(lái)測(cè)量溫度來(lái)測(cè)量溫度（3 3）氣體溫度計(jì)：根據(jù)）氣體溫度計(jì)：根據(jù)氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系系來(lái)測(cè)量溫度來(lái)測(cè)量溫度（4 4）電偶溫度計(jì)：根據(jù)）電偶溫度計(jì)：根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小的電動(dòng)勢(shì)大小來(lái)測(cè)量溫度來(lái)測(cè)量溫度溫度計(jì)與溫標(biāo)溫度計(jì)與溫標(biāo)溫標(biāo)溫標(biāo)v溫度的數(shù)值表示法叫做溫

8、標(biāo)。溫度的數(shù)值表示法叫做溫標(biāo)。v用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度v標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0,0,水的沸點(diǎn)為水的沸點(diǎn)為100.100.v在國(guó)際單位制中，常采用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，在國(guó)際單位制中，常采用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫熱力學(xué)溫度。叫熱力學(xué)溫度。他是國(guó)際單位制中七個(gè)基本他是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一。物理量之一。v熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度( (T T) )與攝氏溫度與攝氏溫度( (t t) )的關(guān)系為：的關(guān)系為： T Tt t+273.15 +273.15 （K K）溫度計(jì)與溫標(biāo)溫度計(jì)與溫標(biāo)溫標(biāo)溫標(biāo)注意點(diǎn)！注意點(diǎn)！兩種溫度數(shù)值不同，但改

9、變兩種溫度數(shù)值不同，但改變1 K和和1的溫度差的溫度差相同相同1K是低溫的極限，只能無(wú)限接近，但不可能是低溫的極限，只能無(wú)限接近，但不可能達(dá)到達(dá)到2與具體的測(cè)溫物質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)與具體的測(cè)溫物質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)3說(shuō)明說(shuō)明 攝氏溫標(biāo)的單位攝氏溫標(biāo)的單位“”是溫度的常用單位，是溫度的常用單位，但不是國(guó)際制單位，溫度的國(guó)際制單位是開(kāi)但不是國(guó)際制單位，溫度的國(guó)際制單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為爾文，符號(hào)為K K在今后各種相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算在今后各種相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算中，一定要牢記中，一定要牢記將溫度單位轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫將溫度單位轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度即開(kāi)爾文度即開(kāi)爾文；由由Tt+273.15 K可知，物體可知，物體溫度變化溫度變化1與與

10、變化變化l K的變化量是等同的的變化量是等同的，但物體所處狀態(tài)為，但物體所處狀態(tài)為ll與與l Kl K是相隔甚遠(yuǎn)的；是相隔甚遠(yuǎn)的；一般情況下，一般情況下， Tt+273 K例例3 3：實(shí)際應(yīng)用中，常用：實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)它到一種雙金屬溫度計(jì)它是利用銅片與鐵片鉚合在是利用銅片與鐵片鉚合在一起的雙金屬片的彎曲程一起的雙金屬片的彎曲程度隨溫度變化的原理制成度隨溫度變化的原理制成的，如圖的，如圖741741所所示已知左圖中雙金屬片示已知左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會(huì)被加熱時(shí)，其彎曲程度會(huì)增大，則下列各種相關(guān)敘增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的有述中正確的有( ( ) )雙金屬溫度計(jì)

11、雙金屬溫度計(jì)圖圖741 A A該溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬該溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬B B雙金屬溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)工作的雙金屬溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)工作的C C由左圖可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)由左圖可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)D D由圖可知，其雙金屬片的內(nèi)層一定為銅外層一定為鐵由圖可知，其雙金屬片的內(nèi)層一定為銅外層一定為鐵ABC 1.1.兩個(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)魞蓚€(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)舨话l(fā)生熱傳遞，其原因是不發(fā)生熱傳遞，其原因是( )( )A A它們的能量相同它們的能量相同B B

12、它們的比熱相同它們的比熱相同C C它們的熱量相同它們的熱量相同D D它們的溫度相同它們的溫度相同D2.2.下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中，正確的是下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中，正確的是( )( ) A A熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)是熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)是273273. .15 15 B B-136-1360 0C C比比136K136K溫度高溫度高 C C0 0o oC C等于等于273.15K 273.15K D D11就是就是1K1K E E升高升高1 1o oC C就是升高就是升高274K274KABC3.3.在在2525左右的室內(nèi)，將一只溫度計(jì)從酒精左右的室內(nèi)，將一只溫度計(jì)從酒精中拿出，觀(guān)察它的示數(shù)變化情況是（中拿出，觀(guān)察它的示數(shù)變化情況是（ ）A A溫度計(jì)示數(shù)上升溫度計(jì)示數(shù)上升 B B溫度計(jì)示數(shù)下降溫度計(jì)示數(shù)下降C C溫度計(jì)示數(shù)不變溫度計(jì)示數(shù)不變 D D示數(shù)先下降后上升示數(shù)先下降后上升D4.4.以下說(shuō)法正確的是（以下說(shuō)法正確的是（ ）A.A.絕對(duì)零度永遠(yuǎn)達(dá)不到絕對(duì)零度永遠(yuǎn)達(dá)不到B.B.現(xiàn)代技術(shù)可以達(dá)到絕對(duì)零度現(xiàn)代技術(shù)可以達(dá)到絕對(duì)零度C.C.物體的絕對(duì)零度是物體的絕對(duì)零度是-273K-273KD.D.物體的絕對(duì)零度是物體的絕對(duì)零度是-273-273AD5.5.當(dāng)物體的溫度升高時(shí)，下列說(shuō)法正確的是當(dāng)物體的溫度升高時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.A.每個(gè)