溫度與溫標(biāo)課件

1、溫度和溫標(biāo)課件第一張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7.4、溫度和溫標(biāo)第二張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月閱讀課文,回答以下問(wèn)題:1、什么是系統(tǒng)和狀態(tài)參量? 2、什么是平衡態(tài)? 3、什么是熱平衡和熱平衡定律? 4、溫度和溫標(biāo)是如何定義的? 5、如何確定溫標(biāo)? 第三張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、系統(tǒng)：物理學(xué)中，把所研究的對(duì)象稱為系統(tǒng)(系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱為外界) 問(wèn)題1：什么是系統(tǒng)和狀態(tài)參量? 第四張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、狀態(tài)參量 ： 描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量 幾何性質(zhì)：系統(tǒng)的大小、形狀、體積等力學(xué)性質(zhì)：系統(tǒng)的壓強(qiáng)、

2、受力、表面張力熱學(xué)性質(zhì)：系統(tǒng)溫度 電磁性質(zhì)：系統(tǒng)在電場(chǎng)、磁場(chǎng)作用下的性質(zhì)，如電場(chǎng)強(qiáng)度,磁感應(yīng)強(qiáng)度等。 第五張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、氣體的狀態(tài)參量（1）溫度（2）體積（3）壓強(qiáng)-熱學(xué)性質(zhì)-幾何性質(zhì)-力學(xué)性質(zhì)第六張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月問(wèn)題2：什么是平衡態(tài)? 對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量會(huì)達(dá)到穩(wěn)定（不隨時(shí)間變化）,我們說(shuō)系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài) 。動(dòng)態(tài)的平衡第七張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月問(wèn)題3：什么是熱平衡和熱平衡定律? 1、熱平衡 如果兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸而傳熱,它們的狀態(tài)參量將改變，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，狀態(tài)參量不再變化,達(dá)

3、到了相同的溫度,我們就說(shuō)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。（兩個(gè)系統(tǒng)是通過(guò)熱傳遞熱達(dá)到的平衡）甲T甲乙T乙只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)就處于熱平衡第八張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、熱力學(xué)第零定律（熱平衡定律） 如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)也必定處于熱平衡。若系統(tǒng)A，C達(dá)到熱平衡若系統(tǒng)B，C達(dá)到熱平衡A和B也是處于熱平衡第九張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月問(wèn)題4：溫度和溫標(biāo)是如何定義的? 1、溫度 一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)具有的共同性質(zhì)是

4、溫度相同第十張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫度理解高中初中溫度是描述物體冷熱程度的物理量-宏觀上溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量標(biāo)志物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度-微觀上第十一張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、溫標(biāo)定量描述溫度的方法叫溫標(biāo)。 建立一種溫標(biāo)的三要素：選擇測(cè)溫物質(zhì)（水銀/鉑/氣體/熱電偶）確定測(cè)溫屬性（體積/電阻/壓強(qiáng)/電動(dòng)勢(shì)）選定溫度零點(diǎn)和分度方法第十二張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月體積與溫度成線性變化第十三張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十五張，PPT共二

5、十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫標(biāo)種類攝氏溫標(biāo) (攝氏度t , 單位：0C) 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為零度,沸水為100度,期間分為100等份熱力學(xué)溫標(biāo) (熱力學(xué)溫度T,單位：開(kāi)爾文 K）七個(gè)基本物理量之一 T=273.15+t (K) T=t第十六張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月說(shuō)明 溫度的國(guó)際制單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為K在今后各種相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算中，一定要牢記將溫度單位轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度即開(kāi)爾文； 由Tt+273.15 K可知，物體溫度變化l與變化l K的變化量是等同的，但物體所處狀態(tài)為l與l K是相隔甚遠(yuǎn)的； 一般情況下，0K是低溫的極限，只能無(wú)限接近，但不能達(dá)到。第十七張，PPT共二十七

6、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月華氏溫標(biāo) 華氏溫標(biāo)的溫度tF與t之間的關(guān)系： tF32+9/5t 單位： F 華氏溫標(biāo)在歐美使用非常普遍，攝氏溫標(biāo)在亞洲使用較多，科學(xué)研究中多使用絕對(duì)溫標(biāo)。第十八張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 例1在熱學(xué)中，要描述一定氣體的宏觀狀態(tài)，需要確定下列哪些物理量( ) A每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率 B壓強(qiáng) C體積 D溫度 解析：描述系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)，其參量是宏觀量，每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率是微觀量，不是氣體的宏觀狀態(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)氣體的性質(zhì)進(jìn)行的宏觀描述，是確定氣體宏觀狀態(tài)的三個(gè)狀態(tài)參量顯然B、C、D選項(xiàng)正確 BCD 第十九張

7、，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 例2、一金屬棒的一端與0冰接觸，另一端與100水接觸，并且保持兩端冰、水的溫度不變問(wèn)當(dāng)經(jīng)過(guò)充分長(zhǎng)時(shí)間后，金屬棒所處的狀態(tài)是否為熱平衡態(tài)?為什么? 解析：因金屬棒一端與0冰接觸，另一端與100水接觸，并且保持兩端冰、水的溫度不變時(shí)，金屬棒兩端溫度始終不相同，雖然金屬棒內(nèi)部溫度分布處于一種從低到高逐漸升高穩(wěn)定狀態(tài)，但其內(nèi)部總存在著沿一定方向的能量交換，所以金屬棒所處的狀態(tài)不是平衡態(tài) 答案：否，因金屬棒各部分溫度不相同，存在能量交換第二十張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 例3實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)它是利用銅片與鐵片鉚合在一起的雙金屬片的

8、彎曲程度隨溫度變化的原理制成的，如圖741所示已知左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會(huì)增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的有 ( )雙金屬溫度計(jì)圖741 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C由左圖可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)D由右圖可知，其雙金屬征的內(nèi)層一定為銅外層一定為鐵ABC 第二十一張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月解析：雙金屬溫度計(jì)是利用熱膨脹系數(shù)不同的銅、鐵兩種金屬制成的雙金屬片其彎曲程度隨溫度變化的原理來(lái)工作的，A、B選項(xiàng)是正確的圖7 4一l左圖中加熱時(shí)，雙金屬片彎曲程度增大，即進(jìn)一步向上彎曲，說(shuō)明雙

9、金屬片下層熱膨脹系數(shù)較大，即銅的熱膨脹系數(shù)較大，C選項(xiàng)正確圖741右圖中，溫度計(jì)示數(shù)是順時(shí)針?lè)较蛟龃?，說(shuō)明當(dāng)溫度升高時(shí)溫度計(jì)指針順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則其雙金屬片的彎曲程度在增大，故可以推知雙金屬片的內(nèi)層一定是鐵，外層一定是銅，D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的 第二十二張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月攝氏溫標(biāo)是瑞典人攝爾修斯（A.Celsius，17011744）在1742年首先提出的一種經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)，過(guò)去曾被廣泛使用。攝氏溫標(biāo)以水沸點(diǎn)（101?325Pa壓力下水和水蒸氣之間的平衡溫度）為100度和冰點(diǎn)（101?325Pa壓力下冰和被空氣飽和的水之間的平衡溫度）為0度作為溫標(biāo)的兩個(gè)固定點(diǎn)。攝氏溫標(biāo)采用玻璃汞溫度

10、計(jì)作為內(nèi)插儀器，假定溫度和汞柱的高度成正比，即把水沸點(diǎn)與冰點(diǎn)之間的汞柱的高度差等分為100格，1格對(duì)應(yīng)于1度。攝氏溫標(biāo)第二十三張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1954年第10屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CGPM）決定采用水三相點(diǎn)一個(gè)固定點(diǎn)來(lái)定義溫度的單位，冰點(diǎn)已不再是溫標(biāo)的定義固定點(diǎn)了。1967年第13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議定義：溫度單位開(kāi)爾文是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。1988年第18屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)及第77屆國(guó)際計(jì)量委員會(huì)（CIPM）決議，自1990年始采用“1990年國(guó)際溫標(biāo)（簡(jiǎn)稱ITS-90）”。ITS-90定義的溫度單位更精確，更容易復(fù)現(xiàn)。我國(guó)自1994年始全面采用這一標(biāo)準(zhǔn)。第二

11、十四張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫度的單位有了新的、更加精確和科學(xué)的定義以后，考慮到人們長(zhǎng)期以來(lái)的使用習(xí)慣，仍然保留攝氏溫度這一名詞，但它有了新的意義。某一熱狀態(tài)的攝氏溫度，就是用它與一特定的熱狀態(tài)（比水三相點(diǎn)溫度低0.01?K的熱狀態(tài)，即0攝氏度）之間的溫度差所表示的溫度。這個(gè)溫度差要用開(kāi)爾文溫度來(lái)表示。它的單位稱為攝氏度，符號(hào)為。因此，攝氏溫度是從開(kāi)爾文溫度導(dǎo)出的，是以0攝氏度作為計(jì)算起點(diǎn)的溫度。攝氏溫度和開(kāi)爾文溫度相差一個(gè)常數(shù)，彼此可以互相換算：t/T/K273.15。由此，攝氏溫度有了新的定義。在數(shù)值上，它與過(guò)去人們習(xí)慣使用的攝氏溫標(biāo)溫度很相近，但不相等，與攝氏溫標(biāo)的原定義無(wú)關(guān)。第二十五張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1714年,荷蘭華倫海特(GDFahrenheit)最初所制的水銀溫度計(jì)是在北愛(ài)爾蘭最冷的某個(gè)冬日，水銀柱降到最低的高度定為零度；把他妻子的體溫定