1、崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实12.1 2.1 温度和与温标温度和与温标崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实 在物理学中所在物理学中所研究的对象研究的对象，称为，称为系统。系统。(系统之外与系系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为统发生相互作用的其他物体统称为外界外界)。一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实热力学系统热力学系统质点模型质点模型如何描述？如何描述？由大量分子由大量分子组成的物质组成的物质力学系统力学系统运动的物体运动的物体 速度，加速度，速度，加速度，动能，势能等动能，势能等一、状态参量与平
2、衡态一、状态参量与平衡态课程导学课程导学模型？模型？崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实对于热力学系统，一般研究以下几个的性质：对于热力学系统，一般研究以下几个的性质：几何性质几何性质 描述系统的描述系统的大小大小、形状形状、体积体积等。等。力学性质力学性质 描述系统的描述系统的压强压强、受力受力、表面张力表面张力等。等。热学性质热学性质 描述系统描述系统温度温度。状态参量：状态参量：描写系统状态的物理量描写系统状态的物理量一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实气体的状态参量气体的状态参量（1）温度）温度（2）体积）体积（3
3、）压强）压强-热学性质热学性质-几何性质几何性质-力学性质力学性质一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实特点：特点： 系统的系统的所有性质所有性质都都不不随时间随时间变化变化0 0o oC C2atm2atm5atm5atm6060o oC C绝热绝热 平衡态：平衡态：对于一个对于一个封闭系统封闭系统，在经过足够长的时间，在经过足够长的时间，系统各部分的系统各部分的状态参量状态参量会达到会达到稳定稳定（不随时间变化）（不随时间变化）, ,我们我们说系统达到了平衡状态说系统达到了平衡状态 。一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态课程
4、导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实 例例1在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量列哪些物理量( ) A每个气体分子的运动速率每个气体分子的运动速率 B压强压强 C体积体积 D温度温度 BCD习题习题崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实 如果两个系统相互如果两个系统相互接触接触而传热而传热,它们的状态参量将改它们的状态参量将改变，但经过一段时间后，状态参量不再变化变，但经过一段时间后，状态参量不再变化,达到了达到了相同相同的温度的温度,我们就说两个系统达到了我们就说两个系统达到了热平衡热平衡。（两个系
5、统是。（两个系统是通过传递热量达到的平衡）通过传递热量达到的平衡）只要两个系统在接触时它们的状态不发生只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化变化,就说这两个系统原来就处于就说这两个系统原来就处于热平衡热平衡.二、热平衡与温度二、热平衡与温度甲甲T甲甲乙乙T乙乙1.1.热平衡热平衡课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实2 2、热力学第零定律（热平衡定律）、热力学第零定律（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。这两个系统也必定处于热平衡。二、热平衡与温度二、热平衡与温度课程导学课程导学
6、崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实5atm5atm力学平衡力学平衡P相同相同10oC50oC+相同相同静电平衡静电平衡甲甲T甲甲乙乙T乙乙热平衡热平衡具有一种相同具有一种相同的的热学热学性质性质温度温度特特征征温度相同温度相同二、热平衡与温度二、热平衡与温度课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实思考思考: 用温度计为什么能测量温度？试根据热平衡定律说明其中的原理用温度计为什么能测量温度？试根据热平衡定律说明其中的原理. 温度是决定一个系统与另一个系统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，它的是否达到热平衡状态的物理量，它的特征就是特征就是“一
7、切达到热平衡的系统都一切达到热平衡的系统都具有相同的温度具有相同的温度”这就是常用温度计这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理能够用来测量温度的基本原理头脑风暴头脑风暴二、热平衡与温度二、热平衡与温度崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实 例例2 一金属棒的一端与一金属棒的一端与0冰接触，另一端与冰接触，另一端与100水接触，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棒所处的状态是否为热平衡态?为什么为什么? 解析：因金属棒一端与解析：因金属棒一端与0冰接触，另一端与冰接触，另一端与1
8、00水接水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度触，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交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态 习题习题二、热平衡与温度二、热平衡与温度崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实100C500C温度温度是描述物体冷热程度的物理量是描述物体冷热程度的物理量300C三、温度与温标三、温度与温标温度温度是决定一个
9、系统与另一个系统是否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达到热平衡状态的物理量1.1.温度温度课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实2. 温标温标：定量描述温度的方法叫温标。：定量描述温度的方法叫温标。 建立一种温标的三要素：建立一种温标的三要素：选择测温物质（水银选择测温物质（水银/铂铂/气体气体/热电偶）热电偶）确定测温属性（体积确定测温属性（体积/电阻电阻/压强压强/电动势）电动势）选定温度零点和分度方法选定温度零点和分度方法三、温度与温标三、温度与温标课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实瑞典人摄尔修斯（瑞典人摄尔修斯（A.C
10、elsiusA.Celsius，1701174417011744）在在17421742年首先提出的一种经验温标，过去年首先提出的一种经验温标，过去曾被广泛使用。曾被广泛使用。摄氏温标摄氏温标规定：规定： 标准大气压下冰的熔点为标准大气压下冰的熔点为0 0度度, ,沸水为沸水为100100度度, ,期间分为期间分为100100等份等份三、温度与温标三、温度与温标课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实热力学温标热力学温标T=273.15+t (K) T=t热力学温度热力学温度T T与摄氏温度与摄氏温度t t之间的换算关系：之间的换算关系： 热力学温标亦称热力学温标亦称“开尔文
11、温标开尔文温标”、“绝对温标绝对温标”。是由开尔文首先引入的。它是建立在热力学第二定律是由开尔文首先引入的。它是建立在热力学第二定律基础上的一种和测温质无关的基础上的一种和测温质无关的理想温标理想温标。也是最科学。也是最科学的温标。的温标。 宇宙温度的下限，即绝对零度，规定为热力学温标的宇宙温度的下限，即绝对零度，规定为热力学温标的零点，记为零点，记为“0 K”。水的三相点（固、液、气三相平衡共。水的三相点（固、液、气三相平衡共存的唯一状态）的温度为存的唯一状态）的温度为273.15K三、温度与温标三、温度与温标课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实华氏温标华氏温标华氏温
12、标的温度华氏温标的温度t tF F与与t t之间的关系：之间的关系： t tF F32+9/5t 32+9/5t 单位：单位： F F 波兰物理学家丹尼尔波兰物理学家丹尼尔家百列家百列华伦海特华伦海特(Daniel Gabriel (Daniel Gabriel FahrenheitFahrenheit，1686 - 1736)1686 - 1736)基于虎克的研究，将冰与盐混和基于虎克的研究，将冰与盐混和后，所能达到的最低温度订为后，所能达到的最低温度订为0 0F(-17.7)F(-17.7)，而概略的将人，而概略的将人体温度定为体温度定为100100F(37.7)F(37.7)，两者间等分
13、成，两者间等分成100100个刻度，形成个刻度，形成了华氏温标了华氏温标 。三、温度与温标三、温度与温标课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实习题习题下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A A两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B B如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么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这两个系统也必定处于热平衡C C温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的惟一物理量温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的惟一物理量D D热平衡定律是温度计能够用来测量温度
14、的基本原理热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理BCD崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实1 1 描述热学系统的状态参量描述热学系统的状态参量2 2 平衡态平衡态系统的系统的所有性质所有性质都都不不随时间随时间变化变化 3 3 热平衡热平衡只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化, ,就说这两个系统原来就处于热平衡就说这两个系统原来就处于热平衡, , 温度是恒温度是恒量热平衡的物理量。量热平衡的物理量。4 4 温度和温标温度和温标温度温度 压强压强 体积体积绝对温标是国际制单位绝对温标是国际制单位 T Tt+273.15 Kt+273.15
15、 K课堂小结课堂小结崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实热运动 1分子动能分子动能做做_的分子跟运动的物体一样也具有动能，这就是分子动能的分子跟运动的物体一样也具有动能，这就是分子动能四、分子动能四、分子动能课程导学课程导学崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实21平均动能 平均动能 课程导学课程导学四、分子动能四、分子动能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实22相互位置 体积 距离 课程导学课程导学五、分子势能五、分子势能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实23课程导学课程导学五、分子势能五、分子势能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实引力 增加 斥力
16、增加 最小 课程导学课程导学五、分子势能五、分子势能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实2525课程导学课程导学五、分子势能五、分子势能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实热运动动能 分子势能 无规则的热运动 课程导学课程导学六、内能六、内能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实27物质的量 温度 体积 物质的量 温度 体积 课程导学课程导学六、内能六、内能崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实2828习题习题崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实29ABE习题习题崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实30ACE习题习题崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实31课堂小结课堂小结崇德、博学、创新、求实崇德、博学、创新、求实32感谢聆听感谢聆听
