2.1温度和温标-2021-2022学年高二物理精品课件（2019人教版选择性必修第三册）

第二章 气体、固体和液体 2.1温度和温标 晓峰物理 假如一个容器用挡板K隔开,容器中的气体被分成A、B两部分,它们的压强分别为pA、PB,温度分别为TA、TB。打开挡板K后,如果容器与外界没有能量交换,经过一段时间后,容器内的气体会是什么状态? 情景引入 机械能守恒定律? 在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。 1、小球从最高点开始下落到与弹簧接触前小球的机械能是否守恒? 小球和地球组成的系统 3、小球、地球、弹簧组成的系统机械能是否守恒? 看图回答下列问题 2、小球整个运动过程中机械能是否守恒? 有时弹簧对小球有力的作用 外界或环境 系统内小球不停地运动,弹簧的的形变也在不断发生变化,但整个系统与外界没有相互作用。 温故知新 一、状态参量与平衡态 1、热力学系统 由大量分子组成的整体——热力学系统(系统)。 2、热力学系统的分类 ①孤立系统:系统和外界既无能量交换也无物质交换。 ②封闭系统:与外界没有物质交换,但有能量交换的系统。 ③开放系统:与外界既有物质交换,又有能量交换的系统。 如: 如: 如: 小球、弹簧、地球组成的系统 类似于 弹簧 类似于 弹簧、地球组成的系统 类似于 对象 参量类型 3、状态参量: 质点的运动状态 位置和速度v 运动学参量 系统的空间范围 体积V 系统间或内部力的作用 压强P 几何参量 力学参量 热学参量 确定系统冷热程度 温度T 例如:某钢瓶容积为100L,其内煤气温度为20oC时的气压为5atm。 表示系统某种性质的物理量 描述 状态参量 热力学系统 一、状态参量与平衡态 一个封闭系统,在经过足够长的时间,系统各部分的状态参量达到稳定(不随时间变化)时的状态 。 4、平衡态: 5atm 60oC 0oC 2atm 系 统 平衡态 分子做无规则运动 宏观性质 一、状态参量与平衡态 10oC 5atm 12oC 5.5atm 气缸、活塞都是绝热的 1、热力学系统间的相互作用 甲系统 力学平衡 具有一种相同的力学参量 压强 相互接触而传热 乙系统 热 冷 甲系统 乙系统 温 甲系统 乙系统 这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间,各自的状态参量就不再变化了,这说明两个系统达到了平衡。这种平衡叫作热平衡 二、热平衡与温度 2、热平衡 二、热平衡与温度 3、热平衡定律 实验表明: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。 热平衡 A 热平衡 B A B 热平衡 热平衡定律表明,当两个系统A、B处于热平衡时,它们必定具有某个共同的热学性质,我们就把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度(temperature)。 4、温度 C C 二、热平衡与温度 5、部分人们已观测到的温度 平衡态 热平衡 区别 研究对象 判断依据 联系 平衡态与热平衡的比较 一个系统 两个接触的系统 系统不受外界影响,状态参量不变 两个系统温度相同 处于热平衡的两个系统都处于平衡态 随堂小结 三、温度计与温标 1、测温物质 ——热胀冷缩的特性 2、确定温度零点和分度值 如: 如: 水银 酒精 气体 标准大气压下 100等份 冰水混合物 沸腾的水 100℃ 0℃ 3、温标 ①摄氏温标(摄氏温度):单位用℃来表示 ②华氏温标(华氏温度):单位用F来表示 ③热力学温标(热力学温度):单位用K来表示 T = t + 273.15K 开氏温度T与摄氏温度t的关系是: 形形色色的温度计 固体温度升高时会膨胀 把线膨胀程度不同的两种金属片压合在一起,温度变化时,双金属片的弯曲程度会发生变化,带动指针偏转,指示温度 把一条金属丝的两端分别与另一条不同材料金属丝的两端熔焊,接成闭合电路,倘若两个焊点之间有温度差,电路中就有电动势产生,温度差越大,电动势也越大。 根据电动势就可以度量两个焊点之间的温度差。 温差电现象 科学漫步 状态参量与平衡态 平衡态:没有外界影响的情况下,系统所有性质都不随时间变化的稳定的状态 热平衡 与温度 热平衡:状态参量不再变化,两个系统对于传热已经达到平衡 热平衡定律: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 温度:两个系统处于热平衡时,具有的共同的热学性质 温标 温度和温标 摄氏温标(t) 热力学温标(T) 关系式:T=t+273.15 K 状态参量 体积V 压强P 温度T 要点总结 【例题1】如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各处的( ) A.温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化 B.温度一定达到了某一稳定值,但压强和体积仍是可以变化的 C.温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运动,达到了“凝固”状态 D.温度、压强稳定,但体积仍可变化 解析: 如果一个系统达到了平