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(共20张PPT)
第二章 气体、固体和液体
1.温度和温标
教学目标
CONTENT
01
02
03
掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示
掌握热平衡的概念及热平衡定律
了解系统的状态参量及平衡态的概念
新课引入
假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分成A、B两个部分，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，容器的气体会是什么状态 我们如何确定这种状态
状态参量与平衡态
一
知能提升
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，在热学中就叫做一个热力学系统，简称系统。
例如，用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。
1、系统：
在物理学中，通常把研究对象称为系统。
系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。
2、外界：
3、气体的状态参量：
①体积V(几何参量)：用来确定系统的空间范围。
②压强 p (力学参量) ：用来确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用。
③温度T(热学参量)：用来确定系统冷热程度。
例如：某氧气瓶容积为100L，其内氧气在温度为20oC时的气压为5atm。
为确定系统的状态所需要的物理量。
1、平衡态：对于一个封闭系统，在经过足够长的时间，系统各部分的状态参量会达到稳定（不随时间变化），我们说系统达到了平衡态 。
2、热平衡：如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将会互相影响而分别改变，但经过一段时间后，状态参量不再变化，我们就说两个系统达到了热平衡。
3、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。
4、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——温度。
热平衡与温度
二
平衡态 热平衡
区别 研究对象 一个系统 两个接触系统
判断依据 系统不受外界影响，状态参量不变 两个系统的温度相同
联系 处于热平衡的两个系统都处于平衡态 平衡态与热平衡的比较
(1) 指的是一个系统内部达到的一种平衡。
(2) 必须要经过较长一段时间，直到系统内所有状态参量都不随时间变化为止。
(3) 系统与外界没有能量的交换。
注意事项
平衡态
温度计与温标
三
知能提升
高中
初中
温度是描述物体冷热程度的物理量------宏观
温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量。
标志物体内部分子无规则热运动的剧烈程度-----微观
1、温度的定义
3、温度计：用来测量物体（系统）温度的仪器。
①水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质来测量温度的。
②金属温度计是根据金属电阻随温度变化来测量温度的。
③气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的。
④热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的。
2、温标:定量描述温度的方法。
形形色色的温度计
根据气体压强随温度的
变化来制成气体温度计
根据液体的热胀冷缩制成的温度计
科学漫步：
根据不同导体因温差而产生电动势的大小不同来制作
双金属温度计是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，带动指针偏转来指示温度
形形色色的温度计
科学漫步：
①摄氏温标 (摄氏度t , 单位：oC)
4、温标种类
标准大气压下冰的熔点为0oC
标准大气压下水的沸点为100oC
在0oC与100oC之间等分成100等份，每一份为1oC
②热力学温标 (热力学温度T,单位：开尔文 K）
国际单位制 七个基本物理量之一 T= t +273.15 K
在表示温度差时 “1 K＝1 ℃”
典例精析
　　例． (多选)下列说法正确的是( 　)
　　A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量
　　B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两
个系统也必定处于热平衡
　　C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量
　　D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
BCD
课堂小结
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
跟踪练习
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、体积都一定达到了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、压强变得一样，但体积仍可变化
A
解析：一个系统达到了平衡态，这个系统的状态参量不再变化，即温度、压强、体积不再变化，A正确。
2．图甲表示某金属丝的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(如图乙)，用这段金属丝做温度探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的电阻温度计。请判断：如果电池的电动势和内电阻都是不变的，电流表上代表 t1、t2 的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？
解析：根据焦耳定律和闭合电路欧姆定律
可知：电流通过导体电阻发热，电阻温度升高，电阻阻值增大，电流变小，故 t1 应标在电流较大的刻度上．
3．实际应用中，常用到一种双金属温度计。它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示。已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有 ( 　　)
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D ．由右图可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
ABC
解析：由图可知：此双金属温度计利用铜、铁的膨胀系数不同，AB正确；左图中，双金属向上弯曲，铜的膨胀系数大，C正确；右图，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时，温度计指针按顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D错误。
4． 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，金属棒不是一个封闭的系统，所以金属棒所处的状态不是平衡态。
本节内容结束

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