2021学年1 温度和温标多媒体教学ppt课件

这是一份2021学年1 温度和温标多媒体教学ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了平衡态，力学中的平衡，对温度的理解，热平衡法测物体的温度等内容，欢迎下载使用。
1、知道什么是状态参量，什么是平衡态。2、知道什么是热平衡，什么是热平衡定律。3、知道温度的表示方法。4、知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计。5、理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。
知识点 平衡态和状态参量
热力学系统：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，这在热学中叫一个热力学系统，简称系统。系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。
(1)状态参量在热学中，为确定系统的状态，需要用到一些物理量，这些物理量叫系统的状态参量。反映了系统的特征、性质。
(2)平衡态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够达到稳定状态。这种状态叫平衡态。系统宏观性质不再随时间变化
(3)非平衡态系统宏观性质随时间变化而变化，这种情况下就说系统处于非平衡态。
①系统各部分的参量并不相同，而且可能正在变化，然而在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内的各部分的状态参量会达到稳定，即达到平衡态。②把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中，如果容器和外界没有能量的交换，经过一段时间后，容器内各点的温度、压强就会变得一样，即达到平衡态。
描述系统状态的热学参量有多个，其中一个发生变化，系统就不再处于平衡态。热学平衡与力学中的受力平衡是不同的概念，力学中的受力平衡研究对象是物体，特点是合力为零；热学中的平衡是系统的一种状态。
思考：一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不随时间变化,这种状态是否为平衡态?提示:不是,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响。
知识点 热平衡与温度
(1)热平衡如果两个系统相互接触，它们间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变，经过一段时间，这两个系统的状态参量不再变化时，此时的状态叫做热平衡状态，我们说这两个系统达到了热平衡。研究对象：两个热力学系统
(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。
（3）热力学平衡的标志：达到热平衡的系统具有相同的温度（4）平衡态≠热平衡：平衡态指的是一个系统的状态参量不再改变，热平衡是两个系统达到相同的温度。
分别处于平衡态的两个系统在互相接触时，它们的状态可能会发生变化，直到二者温度相同时，两个系统达到了热平衡。
①温度的宏观解释温度是用来表示物体冷热程度的物理量。通常情况下，冷的物体我们说它的温度低，热的物体我们说它的温度高。温度和热平衡状态有着密切的关系，各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们之间发生了热量的传递。经过一定时间以后，各自原先的平衡状态被破坏，热量从高温系统传递给低温系统，并达到一个共同的稳定状态，即新的热平衡状态，热平衡状态通常简称为热平衡。
②温度的微观解释物体的温度有高有低，温度仅由系统内部热运动的状态来决定，分子动理论表明，温度越高，分子做无规则运动的程度越剧烈。物体的温度这一宏观现象所反映出的微观本质是：做热运动的分子具有质量、速度，同时也具有动能。
知识点 温度计与温标
(1)温度计——测量温度的工具。家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩来制成的。另外，还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。
(2)温度计的制作原理：利用测量物体与被测物体的热平衡。①水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质来测量物体温度的；②金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的；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度差产生的电动势大小来测量温度的。
(3)温标热温度的数值表示法叫做温标。摄氏温标t：单位℃。在一个标准大气压下，水的凝固点为0 ℃，沸点为100 ℃，之间分成100等份，每份就是1 ℃。用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度；热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K，温度变化1 K即变化1 ℃，在国际单位制中，常采用热力学温标表示的温度，叫热力学温度。
思考“在新疆某些地区,夏季昼夜温差达15 ℃”“在我国东部沿海地区,秋、冬两季最高气温相差15 K”,以上两种叙述中的温度差哪种说法大些?提示:一样大。因为用热力学温度和摄氏温度表示温度变化时,每变化1 ℃和每变化1 K数值上是相等的,只是它们的零值规定不同。
平衡态和热平衡属于热学中的基本概念，温度是判断是否达到热平衡的依据，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。若两个系统只发生热交换而未发生其他变化，热总是由高温系统流向低温系统。当二者的温度相等时即达热平衡。
两物体热平衡或两个热力学系统热平衡，意义为：(1)热平衡时两系统温度相等；(2)热平衡只是宏观的平衡概念，ΔQ＝0；但是，微观上仍然有热交流；(3)热平衡是状态量，不涉及过程的建立，也不排除微观过程的正在进行。
温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传递，直到系统的温度相等。在热量交换过程中，遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量，实际上就是内能的转移，高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。
其平衡方程式为：Q放＝Q吸此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态。系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。而吸热则一般是由于温度升高、熔化及汽化过程而引起的。
1.有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开，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
解析：乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，它们中各处的宏观性质将不随时间而变化且具有确定的状态，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A选项正确，B选项错；甲和乙接触一段时间分开后，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙、丙两物体达到了热平衡。答案：AD
2. 关于热力学温度，下列说法中正确的是(　　)A．－33 ℃＝240.15 KB．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度由t 升至2t，对应的热力学温度升高了273 K＋t