2.1温度和温标(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版2019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 人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 主讲人：点石成金 CONTENTS 01 状态参量与平衡态 02 热平衡与温度 03 温度计与温标 04 目录 典型例题 典例分析 2 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? 新课导入 情景引入 01 状态参量与平衡态 气体、固体和液体 4 （1）热力学系统（系统）： 在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称系统。 （2）外界： 系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界。 例如：酒精灯加热容器中的气体 把气体作为研究对象，它就是一个热力学系统。 而容器和酒精灯就是外界。 在物理学中所研究的对象，称为系统. 1、热力学系统（系统） 根据系统和外界相互作用的情况，我们可以区分出如下几种热力学系统： ①孤立系统：与外界不发生任何相互作用的系统称为孤立系统。此时系统和外界既无能量交换也无物质交换。（在该系统中，物质和能量既不能进也不能出） 孤立系统： 粒子数 N 不变、 能量 E 不变。 Q=0 W=0 小球、弹簧、地球组成的系统 类似于 ②封闭系统：与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为封闭系统。 （在该系统中，物质不能进出，但可以与外界交换能量） 封闭系统： 粒子数 N 不变、 能量 E 可变。 Q≠0 W≠0 ③开放系统：与外界既有物质交换，也有能量交换的系统称为开放系统，简称开系。（在该系统中，与外界可以自由进行物质和能量交换） 开放系统： 粒子数 N 可变、 能量 E 可变。   Q≠0 W≠0 弹簧 类似于 弹簧、地球组成的系统 类似于 热力学研究的对象 热力学系统 运动学研究的对象 运动学系统 牛顿力学系统 牛顿力学研究的对象 系统 如果我们研究一箱气体的热学性质，这箱气体是由大量分子组成的一个研究对象。 气（液）体就是系统 箱子就是外界 例如，用酒精灯加热容器中的液体，把液体作为研究对象。 容器和酒精灯就是外界 力学：为确定物体（质点）机械运动的状态： 引入物理量 →（热力学）系统状态参量 压强P 坐标 速度 热学：为确定研究对象（系统）的状态： 引入物理量 为确定系统的空间范围 体积V 几何参量: 为确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用 力学参量: 为确定系统的冷热程度 温度T 热学参量: 状态参量：为了确定系统的状态，需要用到一些物理量，表示系统某种性质的物理量称为状态参量。 热力学系统状的常用态参量 2、状态参量 10 一般的系统，要研究以下几种状态参量： 描述系统在电、磁场作用下的性质，如电场强度，磁感应强度等。 ①几何参量 描述系统的大小、形状、体积等。 ②力学参量 描述系统的压强、应力、表面张力等。 ③热学参量 描述系统温度。 ④电磁参量 状态参量 人民医院某氧气瓶容积为100L，其内氧气在温度为20oC时的气压为5atm。 ——描写系统状态的物理量 如：一辆汽车经过白马中学门口时的速度为10m/s，加速度为1m/s2。 ⑤运动学参量 描述系统的速度、加速度、位移等。 对象 参量类型 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 。 3、平衡态： 5atm 60oC 0oC 2atm 系 统 平衡态 分子做无规则运动 宏观性质 例如：把不同压强，不同温度的两箱气体注入同一容器： 压强大的气体会向压强小的一方流动。 温度高的会向温度低的一方传热。 经过一段时间后，容器各点的压强和温度都不再变化。 如果容器与外界没有能量交换 非平衡态 平衡态 平衡态： 对于一个封闭的系统，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参量（温度，压强和体积）能够达到稳定，都不再随时间变化。即： 平衡态：系统整体的宏观性质（P、V、T）将不随时间而变化、且具有确定的状态 注意： ①平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。 ②类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡态也是一种动态平衡。组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化