人教高中物理选修3-3同步课件：第七章-分子动理论-第4节-.ppt

1、第第4 4节温度和温标节温度和温标学习目标学习目标1知道系统、系统的状态参量及平衡态。知道系统、系统的状态参量及平衡态。2知道热平衡定律及两个达到热平衡的系统的温知道热平衡定律及两个达到热平衡的系统的温度的关系。度的关系。3掌握热力学温度与摄氏温度的关系，知道什么掌握热力学温度与摄氏温度的关系，知道什么是温标，了解不同温度计的不同测温原理。会使用常是温标，了解不同温度计的不同测温原理。会使用常用温度计。用温度计。基础落实基础落实新知探究新知探究一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态1热力学系统和外界热力学系统和外界(1)热力学系统：在热学中，把某个范围内热力学系统：在热学中，把某个范围内_组

2、成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。(2)外界：系统之外与系统发生外界：系统之外与系统发生_的其他物的其他物体统称为外界。体统称为外界。2状态参量：状态参量：描述系统热学性质的物理量，在热描述系统热学性质的物理量，在热学中常用的状态参量有体积学中常用的状态参量有体积V、_、_等。等。大量分子大量分子相互作用相互作用压强压强p温度温度T3平衡态：平衡态：在没有外界影响的情况下，系统在没有外界影响的情况下，系统_都不随时间而变化的稳定状态。都不随时间而变化的稳定状态。自主思考自主思考想一想想一想1一根长铁丝，一端插入一根长铁丝，一端插入100 的沸水中，另

3、一的沸水中，另一端放入端放入0 恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？为平衡态？答案答案这种状态不是平衡态，只是一种稳定状这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响。态，因为存在外在因素的影响。所有性质所有性质二、热平衡与温度二、热平衡与温度1热平衡：热平衡：如果两个系统相互接触而传热，它们如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将改变。但是经过一段时间以后，状态参的状态参量将改变。但是经过一段时间以后，状态参量就不再量就不再_了，即这

4、两个系统达到了热平衡。了，即这两个系统达到了热平衡。2热平衡定律：热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统如果两个系统分别与第三个系统达到达到_，那么这两个系统彼此之间也必定处，那么这两个系统彼此之间也必定处于于_。3温度：温度：处于热平衡的系统之间有一处于热平衡的系统之间有一“共同热学共同热学性质性质”，即，即_。这就是温度计能够用来测量和比较。这就是温度计能够用来测量和比较温度高低的基本原理。温度高低的基本原理。4热平衡的性质：热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。相同的温度。变化变化热平衡热平衡热平衡热平衡温度温度自主思考自主思考想一想想一想2“平

5、衡态平衡态”就是就是“热平衡热平衡”吗？吗？答案答案不是。不是。“平衡态平衡态”指的是一个系统的状指的是一个系统的状态，态，“热平衡热平衡”指的是两个系统之间的关系，二者的指的是两个系统之间的关系，二者的本质不同。本质不同。三、温度计与温标三、温度计与温标1温度计温度计名称名称原理原理水银温度计水银温度计根据水银的根据水银的_的性质来测量温度的性质来测量温度金属电阻温金属电阻温度计度计根据金属铂的根据金属铂的_随温度的变化来测随温度的变化来测量温度量温度气体温度计气体温度计根据气体根据气体_随温度的变化来测量随温度的变化来测量温度温度热电偶热电偶温度计温度计根据不同导体因根据不同导体因_产生电

6、动势的大产生电动势的大小来测量温度小来测量温度热膨胀热膨胀电阻电阻压强压强温差温差2.温标：温标：定量描述定量描述_的方法。的方法。(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定摄氏温标：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标准大气压下冰的熔点为_，水的沸点为，水的沸点为_。在在0 刻度与刻度与100 刻度之间均匀分成刻度之间均匀分成_等份，每份等份，每份算作算作1 。(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫法，热力学温标也叫“绝对温标绝对温标”。温度温度0100100 (3)摄氏温度与热力学温度摄氏温度与热力学温

7、度摄氏温摄氏温度度摄氏温标表示的温度，用符号摄氏温标表示的温度，用符号_表示，单位表示，单位是是_，符号为，符号为热力学热力学温度温度热力学温标表示的温度，用符号热力学温标表示的温度，用符号_表示，单表示，单位是位是_，符号为，符号为K换算关换算关系系T_摄氏度摄氏度tT开尔文开尔文(开开)t273.15 K自主思考自主思考判一判判一判(1)27 的温度可以用热力学温度粗略地表示为的温度可以用热力学温度粗略地表示为300 K。( )(2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的。摄氏温度和热力学温度都是从零开始的。( )(3)温度升高温度升高20 也就是升高了也就是升高了20 K。( )(4)热力学

8、温度是国际单位制中基本物理量之一。热力学温度是国际单位制中基本物理量之一。( )如图如图741，将鸡蛋放在沸水中，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态吗？吗？提示提示鸡蛋放在沸水中加热足够鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间其温度、压强、体积都不再长的时间其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态。变化，是平衡状态。 图图741 考点一考点一平衡态与热平衡平衡态与热平衡1对平衡态的理解对平衡态的理解(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分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子仍在不停地做无规则运动

9、，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，不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动状态。直线运动状态。(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受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。系统处于平衡态时，仍可能发生外界影响是不可能的。系统处于平衡态时，仍可能发生偏离平衡态的微小变化。偏离平衡态的微小变化。课堂互动课堂互动突破考点突破考点 (3)两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它

10、们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化。因此，热平衡概念也适用的状态不会发生新的变化。因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统。因此可以说，只于两个原来没有发生过作用的系统。因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的。说这两个系统原来是处于热平衡的。2对热平衡的理解对热平衡的理解(1)相互接触的两个系统，各自的状态参量将会相相互接触的两个系统，各自的状态参量将会相互影响而分别改变，最后，两个系统的状态参量将不互影响而分别

11、改变，最后，两个系统的状态参量将不再变化，我们就说两系统达到了热平衡。再变化，我们就说两系统达到了热平衡。 (2)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，所一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，所以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温度。度。(3)如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，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。那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。3平衡态与热平衡概念的区别平衡态与热平衡概念的区别(1)平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言的，热平

12、衡是对两个接触的系统而言的。的，热平衡是对两个接触的系统而言的。(2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时，它分别处于平衡态的两个系统在相互接触时，它们的状态可能会发生变化，直到温度相同时，两系统们的状态可能会发生变化，直到温度相同时，两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。态。1如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的处的A温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化变化B温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍温度一定达到了某一稳定值，但压强和体

13、积仍是可以变化的是可以变化的C温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了动，达到了“凝固凝固”状态状态D温度、压强稳定，但体积仍可变化温度、压强稳定，但体积仍可变化解析解析如果一个系统达到了平衡态，系统内各部如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化。温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能变化。温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的达到所谓的“凝固凝固”状态。状态。答案答案A2(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是A两个系统处于热平衡时，

14、它们一定具有相同的两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量热量B如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，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温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量一物理量D热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理原理解析解析热平衡的系统都具有相同的状态参量热平衡的系统都具有相同的状态参量温度，故温度，故A A项错误，项错误，C C项正确；由热平衡定律，若物体项正确；由热平衡定律，若物体与与A A处于热平衡，它同时也与

15、处于热平衡，它同时也与B B达到热平衡，则达到热平衡，则A A的温度的温度便等于便等于B B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故理，故B B、D D项也正确项也正确。答案答案BCD考点二温度计与温标考点二温度计与温标1“温度温度”含义的两种说法含义的两种说法(1)温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的。往是不准确的。(2)温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的。

16、热平衡定律指出，两个物体相互处于热平衡时，的。热平衡定律指出，两个物体相互处于热平衡时，存在一个数值相等的态函数，这个态函数就是温度，存在一个数值相等的态函数，这个态函数就是温度，这样的定义更具有科学性。这样的定义更具有科学性。2对温标的理解对温标的理解(1)温标：如果要定量地描述温标：如果要定量地描述“温度温度”，就必须有，就必须有一套方法，这套方法就是温标。一套方法，这套方法就是温标。(2)摄氏温标。摄氏温标。规定标准大气压下冰水混合物的温度为规定标准大气压下冰水混合物的温度为0 ，沸水，沸水的温度为的温度为100 ，在，在0 和和100 之间分成之间分成100等份，每等份，每一等份就是一

17、等份就是1 ，这种表示温度的方法就是摄氏温标，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫作摄氏温度表示的温度叫作摄氏温度(t)。 (3)热力学温标。热力学温标。1848年，开尔文建立了热力学温标，它不依赖于测温年，开尔文建立了热力学温标，它不依赖于测温物体的具体性质。物体的具体性质。规定摄氏温度的规定摄氏温度的273.15 为零值，它的为零值，它的1度也等于度也等于摄氏温度的摄氏温度的1度，这种表示温度的方法就是开尔文温标，度，这种表示温度的方法就是开尔文温标，也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度(T)，单位为，单位为开尔文，简称开开尔文，简称开(K)

18、。热力学温标的零度。热力学温标的零度(0 K)是低温的极是低温的极限，永远达不到。它是国际单位制的七个基本物理量之限，永远达不到。它是国际单位制的七个基本物理量之一。一。1960年，国际计量大会确定了摄氏温标与热力学温标年，国际计量大会确定了摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用温度用t表示，它与热力学温度表示，它与热力学温度T的关系是的关系是Tt273.15 K。(4)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标。标。 项目项目摄氏温标摄氏温标热力学温标热力学温标提出

19、者提出者摄尔修斯摄尔修斯英国物理学家英国物理学家开尔文开尔文零度的规零度的规定定一个标准大气压下冰水混一个标准大气压下冰水混合物的温度合物的温度273.15 温度名称温度名称摄氏温度摄氏温度热力学温度热力学温度温度符号温度符号tT单位名称单位名称摄氏度摄氏度开尔文开尔文单位符号单位符号K关系关系Tt273.15 K(粗略表示：粗略表示：Tt273 K)例例题题 (多选多选)下列有关温度的说法正确的是下列有关温度的说法正确的是A用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法表示方法B用两种温标表示温度的变化时，两者的数值相等用两种温标表示温度的变化时

20、，两者的数值相等C1 K就是就是1 D D当温度变化当温度变化1 1 时，也可以说成温度变化时，也可以说成温度变化274 K274 K 审题指导审题指导解题注意以下两点：解题注意以下两点：热力学温标与摄氏温标的关系式为热力学温标与摄氏温标的关系式为Tt273.15 K。1 与与1 K意义不同意义不同，但摄氏度温度变化但摄氏度温度变化1 与热与热力学温度变化力学温度变化1 K是等效的。是等效的。【解析解析】温标是用来定量描述温度的方法，常温标是用来定量描述温度的方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，用的温标有摄氏温标和热力学温标，A项正确；两种温项正确；两种温标表示同一温度时，数值不同，但在表

21、示同一温度变标表示同一温度时，数值不同，但在表示同一温度变化时，数值是相同的，化时，数值是相同的，B项正确；摄氏温度变化项正确；摄氏温度变化1 与与热力学温度变化热力学温度变化1 K是等效的，是等效的，D错误；在数值上错误；在数值上T1 273 K274 K，1 对应对应274 K，C错误。错误。【答案答案】AB名师点拨名师点拨热力学温度与摄氏温度关系的理解热力学温度与摄氏温度关系的理解(1)Tt273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础。度关系问题的基础。(2)摄氏温度变化摄氏温度变化1 与热力学温度变化与热力学温度变化1 K是等效是等效的，即的

22、，即Tt，而不是，而不是Tt273.15 K。(3)绝对零度是低温的极限，只能接近，永远达不绝对零度是低温的极限，只能接近，永远达不到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出现负值。现负值。 1(多选多选)关于热力学温度和摄氏温度，以下说法关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是正确的是A热力学温度的单位热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基是国际单位制中的基本单位之一本单位之一B温度升高了温度升高了1 就是升高了就是升高了1 KC物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关D0 的温度可用热力学温度粗略

23、地表示为的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K解析解析热力学温度热力学温度“K”是国际单位制中七个基本是国际单位制中七个基本物理量之一，其单位称为基本单位，选项物理量之一，其单位称为基本单位，选项A正确；用摄正确；用摄氏温标与热力学温标表示同一物体的温度数值不同，氏温标与热力学温标表示同一物体的温度数值不同，必有必有Tt273.15 K，可知选项，可知选项C错误，选项错误，选项D正确；正确；两种温标每变化一度的大小相同，选项两种温标每变化一度的大小相同，选项B正确。正确。答案答案ABD2(多选多选)有关温标的说法正确的是有关温标的说法正确的是A温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可温标不

24、同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的能是不同的B不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同同C.温标的规定都是人为的，没有什么理论依据温标的规定都是人为的，没有什么理论依据D热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系方法，表示的温度数值没有关系解析解析温标不同，测量同一系统的温度数值一般温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，选项不同，选项A正确，选项正确，选项B错误。每一种温标的规定都错误。每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的有一定意义，如摄氏温标的0 表示一个标准大气压

25、下表示一个标准大气压下冰的熔点，冰的熔点，100 为一个标准大气压下水的沸点，选项为一个标准大气压下水的沸点，选项C错误。热力学温标和摄氏温标，数值上有错误。热力学温标和摄氏温标，数值上有Tt273.15 K，选项，选项D错误。错误。答案答案A本讲结束请按ESC键返回综合训练综合训练能力提升能力提升dsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds

26、98nt98d8genklgb4klebtlkb5k tkeirh893y89ey698vhkrne lkhgi8eyokbnkdhf98hodf hxvy78fd678t9fdu90gys98y9shihixyv78dfhvifndovhf9f8yv9onvkobkw kjfegiudsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d

27、8genklgb4klebtlkb5k tkeirh893y89ey698vhkrne lkhgi8eyokbnkdhf98hodf hxvy78fd678t9fdu90gys98y9shihixyv78dfhvifndovhf9f8yv9onvkobkw kjfegiudsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8gen563

28、84866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm563848666

29、66gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm￥1111111111111111111111111111111222222222222222222222222222222222222222222222222222222223333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333344444￥