2-01温度和温标-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第三册）

第24章 气体、固体和液体 01.温度和温标 图片区 3 2023/2/26 打开挡板K后，A、B两部分分子做无规则运动，发生扩散现象，压强大的向压强小的扩散更多一些，温度高的向温度低的传递热量，经过一段时间后容器内气体混合均匀，达到动态平衡状态，容器内各点的压强和温度均不再变化。 一.状态参量与平衡态 1.热力学系统：热力学中的研究对象，一般是容器中的大量分子组成的系统，简称系统。 例如：被密封的气体，一部分液体、固体。 2.状态参量：在热学中，为确定系统的状态，用到的物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。 体积V：几何参量确定系统的空间范围； 压强p：力学参量确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的相互作用； 温度T：热学参量确定系统的冷热程度。 一.状态参量与平衡态 3.平衡态：在没有外界影响的情况下，经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态叫作平衡态，否则就是非平衡态。 注意： ①当系统处于平衡态时，系统所有状态参量（p、V、T）都不随时间变化。中学阶段，主要处理平衡态的问题。 ②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。 ③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。 ④处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未必处于平衡态。 思考与讨论：平衡态与稳定状态的异同点，并尝试举例说明。 答案： (1)相同点：状态参量都不随时间发生变化。 (2)不同点：二者最主要的区别是受不受外界的影响，如不受外界的影响系统的状态参量不变为平衡态，反之为稳定状态。 (3)实例：如教室内的空气，不开空调空气的温度不变是平衡态，而打开空调，虽然温度不变化，但由于存在外界的影响，是稳定状态。 一.状态参量与平衡态 上面所说的平衡态，指的是一个系统的状态参量不再改变。若两个系统相互作用呢？观察两个温度不同的铁块靠在一起，注意它们发生的变化。 1.热平衡：两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变；当它们的状态参量不再变化时，这两个系统对于传热来说达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 注意：若两个系统在接触时它们的热热学状态不发生变化，则两个系统处于热平衡状态。 二.热平衡与温度 2.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，这个结论称为热平衡定律。 3.温度：热平衡定律表明，当两个系处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们就把表征“共同的热学性质”的物理量叫作温度。 4. 物理意义：温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡的物理量，也可以说温度表示物体冷热程度的物理量，两者并不冲突。 5.特点：达到热平衡的系统具有相同的温度 二.热平衡与温度 例1.在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( ) A．每个气体分子的运动速率 B．压强 C．体积 D．温度 例2.一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么? 解析：因金属棒一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态。 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换。 BCD 上表列出了部分人们已观测的温度，温度是如何量化的呢？人们用什么工具测量温度呢？这些工具的工作原理是什么？ 三.温度计与温标 1. 温标：用数值表示温度的方法，称为温度标尺,简称温标。 2.建立温标三要素：测温仪器、固定温度点、温标方程 ①测温仪器：用来测量物体(系统)温度的仪器，即温度计 制造：要选定一种测温物质，根据这种物质的测温属性来制造温度计。 水银温度计：根据水银的热膨胀制造； 气体温度计：根据气体压强随温度的变化制造； 金属电阻温度计：根据金属铂的电阻随温度的变化制造； 热电偶温度计：根据不同导体因温差产生电动势的大小不同制造。 三.温度计与温标 1. 温标：用数值表示温度的方法，称为温度标尺,简称温标。 2.建立温标三要素：测温仪器、固定温度点、温标方程 ①测温仪器：用来测量物体(系统)温度的仪器，即温度计 ②固定温度点与③温标方程（确定温度的零点和分度的方法）： 例如：摄氏温标曾经规定，标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃；并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。 探针式热电偶双金属温度计 管道轴向指针双金属温度计 水银温度计 金属电阻温度计 气体温度计 三.温度计与温标 三.温度计与温标 3