资源简介

(共32张PPT)
教
学
课
件
2.1温度和温标
第二章 气体、固体和液体
状态参量与平衡态
热平衡与温度
温度计与温标
01
02
03
目录
CONTENTS
状态参量与平衡态
PART 1
复习回顾
1.宏观含义：温度是表示物体冷热程度的物理量。
2.微观含义(分子动理论观点):温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大。
温度的定义
内能的定义
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。
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
玻璃瓶内封闭了一定质量的气体：
研究某一容器中气体的热学性质，其研究对象是容器中的大量分子组成的系统。
研究对象
1.系统：物理学中的研究对象，称为系统。
2.热力学系统：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象称为热力学系统，简称系统。
3.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。
外界：
箱子、容器、酒精灯
系统：气体、液体
一、状态参量与平衡态
4.三种热力学系统：
(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。
孤立系统：
粒子数 N 不变、
能量 E 不变。
(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。
封闭系统：
粒子数 N 不变、
能量 E 可变。
(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。
开放系统：
粒子数 N 可变、
能量 E 可变。

你可以应用哪些物理量来描述封闭气体的物理状态？
温度T 体积V 压强P
5.状态参量：用来描述系统状态的物理量。（ 常用的状态参量有体积V 、压强p 、温度T 等）
(1)体积：几何参量
(2)压强：力学参量
(3)温度：热学参量
确定系统的空间范围
系统之间或系统内部力的作用
确定系统的冷热程度
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能够达到的稳定状态。
6. 平衡态：
对于封闭系统，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能达到稳定状态（不随时间变化），称为平衡态。
5atm
60oC
0oC
2atm
系 统
动态平衡
（1）将不同压强，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。
（2）如果容器与外界没有能量交换：经过一段时间后，容器各点的压强和温度都不再变化。
宏观性质：温度T、压强P、体积V
(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，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，表现为系统不受外界的影响，系统所有状态参量(压强、体积和温度)都不随时间变化。
(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。　
注意：
例1.(2024吉林白城月考)下列说法正确的是 (　　)
A.只有处于平衡态的系统才有状态参量
B.状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统状态变化
时,其状态参量都会改变
C.两物体发生热传递时,它们组成的系统处于平衡态
D.0 ℃的冰水混合物放入0 ℃的环境中,冰水混合物处于
平衡态
D
例2.(2024山西大同月考)下列关于系统是否处于平
衡态的说法正确的是 (　　)
A.开空调1 min内教室内的气体处于平衡态
B.两个温度不同的物体相互接触时,这两个物体组
成的系统处于非平衡态
C.0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中,冰水混合
物处于平衡态
D.压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态
B
热平衡与温度
PART 2
如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将发生改变。
A
B
经过一段时间，状态参量就不再变化了
1.热平衡：
两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡。
2.热平衡定律（热力学第零定律）：
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。
系统A
系统B
系统C
二、热平衡与温度
3.平衡态与热平衡概念的区别
研究 对象 (1)平衡态是对某一系统而言的。
(2)热平衡是对两个接触的系统而言的
状态 性质 (1)达到热平衡的两个系统都处于平衡态,两个都处于平衡态的系统之间不一定已经达到热平衡。
(2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态参量可能会发生变化,直到温度相同时,两系统便达到了热平衡
判断 依据 (1)系统不受外界影响,状态参量不变,则该系统处于平衡态。
(2)两个系统的温度相同,则这两个系统处于热平衡
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。
4.热平衡的性质：
达到热平衡的系统具有相同的温度。
5. 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。
例3.(多选题)有甲、乙、丙三个温度不同的物体(丙的温
度最高),将甲和乙接触很长一段时间后分开,再将乙和丙
接触很长一段时间后分开,假设只有在它们相互接触时有
热传递,不接触时与外界没有热传递,则 (　　)
A.甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态
B.只有乙、丙达到了平衡态,甲没有达到平衡态
C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡
D.乙、丙两物体达到了热平衡
AD
例4.(2024云南昆明期中)下列说法正确的是 (　　)
A.处于热平衡的两个物体内能一定相同
B.处于热平衡的两个物体分子平均动能一定相同
C.处于平衡态的系统所受外力的合力为零
D.处于平衡态的系统内所有分子的动能相同
B
温度计与温标
PART 3
1.温度
初中：表示物体冷热程度的物理量
微观含义：温度是分子热运动平均动能的标志
表征两个系统处于热平衡时，具有的共同的热学性质的物理量叫作温度
宏观含义：
决定两个系统是否达到热平衡的物理量
物理意义：
2.温度计：用于测量物体（系统）温度的仪器。
①水银温度计
——水银热胀冷缩原理
②电阻温度计
——金属的电阻率随温度的升高而变化的原理
③气体温度计
——气体压强随温度变化的原理
④热电偶温度计
——根据不同导体因温差而产生电动势的大小不同来制作的
水银
温度差越大，电动势也越大
三、温度计与温标
3.温标：定量描述温度的方法称为温标。
4.温标的建立包含三个要素：
（1）选择温度计中用于测量温度的物质，即测温物质；
（2）对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规定；
（3）确定固定点即温度的零点和分度方法。
5.两种常见的温标：
（1）摄氏温标
①一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃。在玻璃管口0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃。
②摄氏温度：用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度，用符号t表示。 单位：摄氏度，符号为℃
瑞典人摄尔修斯在1742年提出
（2）热力学温标 :
①第一代开尔文男爵威廉·汤姆森于1848年提出，它是一个纯理论上的温
标，不依赖于测温物质。规定宇宙温
度的下限为摄氏温度-273.15℃(绝对
零度)，即：0K=-273.15℃；
英国的数学物理学家、
工程师
威廉·汤姆森
②热力学温度(国际单位制基本物理量之一)：用热力学温标表示的温度叫做热力学温度，用符号T表示。 单位：开尔文，符号为K
③摄氏温标t与热力学温度T的关系：T＝t＋273.15 K
该关系是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础。
④摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的，即ΔT＝Δt，而不是ΔT＝Δt＋273.15 K。
⑤绝对零度（0K）是低温的极限，只能无限接近，永远达不到。　　　　
例5.(2024上海杨浦期末)祝融号火星车设计的最
低工作环境温度为-100 ℃,火星车在火星表面巡视
探测时经历的最低温度为-92 ℃,两温度相差 (　　)
A.8 K　　　　B.192 K　　　　
C.281 K　　　D.465 K
A
例6.(多选题)下列关于摄氏温度与热力学温度的说法中,正确的是(　　)
A.摄氏温度与热力学温度成正比,摄氏温度由t升高到2t,对应的热力学温度由T升高到2T
B.气体温度升高1 ℃,也就是温度升高1 K;温度下降5 K,也就是温度降低5 ℃
C.摄氏温度与热力学温度在一度上是相等的,只是定义的零度起点不同
D.摄氏温度有时为负值;温度很低时,热力学温度也可能为负值
BC
03.
例7.（多选）下列关于温度的说法正确的是（　　）
A．27 ℃相当于301.15 K
B．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K
C．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K
D．温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度由T升至2T
BC
例8.天气预报某地某日的最低气温是－10 ℃，最高气温是－1 ℃。下列说法正确的是(　　)
A.－1 ℃比1 K温度低
B.温度是矢量
C.当温度低于－10 ℃，热力学温度可能取负值
D.这一天的温差为9 K
D
谢
谢
聆
听

展开更多......

收起↑