第四節(jié)溫和溫標(biāo)演示文稿

第四節(jié)溫度和溫標(biāo)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有16頁\編輯于星期四（優(yōu)選）第四節(jié)溫度和溫標(biāo)現(xiàn)在是2頁\一共有16頁\編輯于星期四一個(gè)物理學(xué)系統(tǒng)，在沒有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時(shí)間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會達(dá)到穩(wěn)定。現(xiàn)在是3頁\一共有16頁\編輯于星期四冷空氣3、平衡態(tài)：沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)中各部分的狀態(tài)參量都達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。否則就是非平衡態(tài)。兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸，一開始，兩者均處于非平衡態(tài)，經(jīng)過很長一段時(shí)間后，兩者溫度穩(wěn)定下來，就都達(dá)到了平衡態(tài)。注意：①平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。②類似于化學(xué)平衡，熱力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到的平衡態(tài)也是一種動(dòng)態(tài)平衡。③系統(tǒng)內(nèi)部沒有物質(zhì)流動(dòng)和能量流動(dòng)。④處于平衡態(tài)的系統(tǒng)各處溫度相等，但溫度各處相等的系統(tǒng)未必處于平衡態(tài)。在有外界作用時(shí)，系統(tǒng)中各部分也可能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，但并非為平衡態(tài)。平衡態(tài)對應(yīng)的是無外界影響下的狀態(tài)。重力影響算是外界影響嗎？杯中的水一開始有外界影響，但是穩(wěn)定后就不對其產(chǎn)生影響了？由于分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，在這樣的條件下達(dá)到的平衡往往整體平衡局部不平衡，且達(dá)到的平衡態(tài)具有一定的不穩(wěn)定性，存在一定的起伏。這樣的平衡稱為動(dòng)態(tài)平衡。熱水熱水溫空氣熱水溫水非平衡態(tài)平衡態(tài)200C200C現(xiàn)在是4頁\一共有16頁\編輯于星期四例1、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．問當(dāng)經(jīng)過充分長時(shí)間后，金屬棒所處的狀態(tài)是否為熱平衡態(tài)?為什么?答案：否，因金屬棒各部分溫度不相同，存在能量交換．金屬棒0度恒溫100度恒溫3、平衡態(tài)：沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)中各部分的狀態(tài)參量都達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。平衡態(tài)：系統(tǒng)內(nèi)部沒有物質(zhì)流動(dòng)和能量流動(dòng)?，F(xiàn)在是5頁\一共有16頁\編輯于星期四若兩個(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)彼此之間也必定處于熱平衡。2.熱平衡定律(熱力學(xué)第零定律)二、熱平衡與溫度金屬棒冷水熱水金屬棒溫水溫水1.（傳）熱平衡:若兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)彼此接觸，而其狀態(tài)參量都不變化（即沒有發(fā)生熱傳遞），我們就說這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。AB握手也沒發(fā)生熱傳遞。AC握手，沒有發(fā)生熱傳遞。那么BC握手，有熱傳遞嗎？真空真空金屬棒溫水2溫水1金屬棒溫水3溫水1金屬棒溫水3溫水23.溫度：表征互為熱平衡的各系統(tǒng)的“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量為什么溫度計(jì)可以用來比較不同物體的溫度呢？互為熱平衡的各系統(tǒng)具有相同的溫度。同樣，具有相同溫度的系統(tǒng)也必然處于熱平衡狀態(tài)。真空若兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)沒有熱傳遞，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定沒有熱傳遞。真空的目的是讓參與傳遞的系統(tǒng)僅有兩個(gè)。是接觸而不是融為一體200C200C現(xiàn)在是6頁\一共有16頁\編輯于星期四三、溫度計(jì)與溫標(biāo)

1、溫標(biāo)：定量描述溫度的方法叫做溫標(biāo)

建立一種溫標(biāo)的三要素：①首先要確定物質(zhì)②其次，確定該測溫物質(zhì)隨溫度變化物理量③第三，選定參考點(diǎn)（即規(guī)定分度的方法）。水銀溫度計(jì)——水銀的熱膨脹電阻溫度計(jì)——金屬電阻隨溫度變化氣體溫度計(jì)——?dú)怏w壓強(qiáng)隨溫度變化熱電偶溫度計(jì)——不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢的大小現(xiàn)在是7頁\一共有16頁\編輯于星期四2、熱力學(xué)溫度．

(1)定義：熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度，它是國際單位制中七個(gè)基本物理量之一。(2)符號:

T，(3)單位開爾文，簡稱開，符號為K．

(4)熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系：

T＝t+273.15K

(5)說明①攝氏溫標(biāo)的單位“℃”是溫度的常用單位，但不是國際制單位，溫度的國際制單位是開爾文，符號為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)溫度即開爾文；②由T＝t+273.15K可知，物體溫度變化l℃與變化lK的變化量是等同的，但物體所處狀態(tài)為l℃與lK是相隔甚遠(yuǎn)的；現(xiàn)在是8頁\一共有16頁\編輯于星期四[例2]．(對應(yīng)要點(diǎn)一)關(guān)于熱平衡，下列說法正確的是(

)A．系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的數(shù)值B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合物與0℃的水未達(dá)到熱平衡C．量體溫時(shí)溫度計(jì)需和身體接觸十分鐘左右是為了讓溫度計(jì)跟身體達(dá)到熱平衡D．冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)互為熱平衡的各系統(tǒng)具有相同的溫度。同樣，具有相同溫度的系統(tǒng)也必然處于熱平衡狀態(tài)。ACD現(xiàn)在是9頁\一共有16頁\編輯于星期四

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彎曲程度隨溫度變化的原理制成的，如圖所示．已知左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的有()A．該溫度計(jì)的測溫物質(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)是利用測溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來工作的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固現(xiàn)在是10頁\一共有16頁\編輯于星期四[例4]關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有(

)A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，這兩個(gè)系統(tǒng)原來的溫度是相等的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等左右容器是等量的氣體，中間是絕熱隔板。P0T2P0TNNBD容器絕熱，左右兩部分裝有等量氣體，中間是導(dǎo)熱板。3、平衡態(tài)：沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)中各部分的狀態(tài)參量都達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。否則就是非平衡態(tài)。200C200C現(xiàn)在是11頁\一共有16頁\編輯于星期四

例5．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現(xiàn)在是12頁\一共有16頁\編輯于星期四

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，說明雙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7—4—1右圖中，溫度計(jì)示數(shù)是順時(shí)針方向增大，說明當(dāng)溫度升高時(shí)溫度計(jì)指針順時(shí)針方向轉(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．

現(xiàn)在是13頁\一共有16頁\編輯于星期四兩個(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()A．它們的能量相同B．它們的比熱相同C．它們的熱量相同D．它們的溫度相同D現(xiàn)在是14頁\一共有16頁\編輯于星期四下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是()A．熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)是－273.15℃B．-136℃比136K溫度高

C．0℃等于