1 4 温度和温标 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 1 知道什么是状态参量 什么是平衡态 2 理解热平衡的概念及热平衡定律 体会生活中的热平衡现象 理 解温度的意义 掌握温度的定义 了解热力学温度的应用 3 知道常见温度计的构造 会使用常见的温度计 知道什么是温 标 理解摄氏温度与热力学温度的转换关系 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 一 状态参量与平衡态 1 热力学系统 在热学中 通常把研究对象称为系统 2 外界 系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界 3 状态参量 在热学中 为确定系统的状态所需要的物理量叫作系 统的状态参量 例如 为了确定系统的空间范围 要用到体积V 为了 确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用 要用到压强 p 而要确定系统的冷热程度 要用到温度T 4 平衡态 在没有外界影响的情况下 无论其初始状态如何 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 这种 情况下就说系统达到了平衡态 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 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 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 二 热平衡与温度 1 热平衡 两个相互接触的热力学系统 经过一段时间以后 这两 个系统的状态参量都不再变化 我们说这两个系统达到了热平衡 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然处于热平衡 这个结论称为热平衡定 律 它又叫热力学第零定律 3 温度 两个系统处于热平衡时 它们具有一个 共同热学性质 我 们把表征这一 共同热学性质 的物理量叫作温度 一切达到热平 衡的系统都具有相同的温度 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 平衡态与热平衡是一回事吗 提示 不是 平衡态是对某一系统而言的 而热平衡是对两个相 互接触的系统而言的 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 两系统便达到了热 平衡 此时的两个系统都处于平衡态 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 三 温度计与温标 1 常见温度计的测温原理 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 2 温标 1 定义 定量描述温度的方法称为温标 2 两种温标 摄氏温标 一种常用的表示温度的方法 这种温标规定标准大 气压下冰的熔点为0 水的沸点为100 在0 和100 之间均 匀分成100等份 每份为1 热力学温标 现代科学中常用的表示温度的方法 这种温标规 定摄氏温度的 273 15 为零值 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 3 摄氏温度与热力学温度 摄氏温度 用摄氏温标表示的温度 用符号t表示 单位是摄氏度 用符号 表示 热力学温度 用热力学温标表示的温度 它是国际单位制中七 个基本物理量之一 用符号T表示 单位是开尔文 简称开 符号为K 换算关系 T t 273 15 K T 选填 或 t ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 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 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 一 对平衡态与热平衡的理解 1 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 统的宏观性质不随时间变化 而力学中的平衡态是指物体处于静止 或匀速直线运动状态 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 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 2 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互影响而分别改 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 2 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 热平衡的唯一标准是系统具有相同的温度 3 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 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 二 对温度与温标的理解 1 温度 含义的两种说法 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 往往是不准确的 温度的严格定义 是建立在热平衡定律基础上的 热平衡定律指出 两个物体相互处 于热平衡时 存在某个共同的热学性质 这一 共同热学性质 就是温 度 这样的定义更具有科学性 2 温度计测温原理 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度 温度计与待测物体 接触 达到热平衡 其温度与待测物体的温度相同 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 3 温标 1 常见的温标有摄氏温标 热力学温标 2 温标要素 第一 选择某种具有测温属性的测温物质 第二 了解 测温物质随温度变化的函数关系 第三 确定温度零点和分度的方 法 温度的两种数值表示法 摄氏温标和热力学温标 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 温馨提示 1 温度计的热容量必须很小 与待测物体接触时 几乎 不改变待测物体状态 2 热力学温度单位 开尔文 是国际单位制中七个基本单位之 一 3 热力学温度的零度叫绝对零度 即 273 15 它是低温的极限 可以无限接近但不能达到 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 类型一类型二 例1 下列说法中正确的是 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 点拨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 唯一物理量 反之 达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 类型一类型二 解析 热平衡的系统都具有相同的状态参量 温度 故选项A错 误 选项C正确 由热平衡定律 若物体与A处于热平衡 它同时也与B 达到热平衡 则A的温度便等于B的温度 这也是温度计用来测量温 度的基本原理 故选项B D也正确 答案 BCD 题后反思 对于热平衡的理解要从两个层面展开 一是原来两个 系统不是热平衡 接触后最终达到热平衡 一是原来两个系统已经 处于热平衡 再接触 两个系统不发生变化 初学者往往认为只有 两个系统接触时才会有热平衡 实际上接触仅仅是 检验 两个系 统是否处于热平衡而已 ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 类型一类型二 例2 关于热力学温度和摄氏温度 下列说法中正确的是 A 某物体摄氏温度为10 即热力学温度为10 K B 热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 C 摄氏温度升高10 对应热力学温度升高283 15 K D 热力学温度和摄氏温度的温标不同 两者表示的温度无法比较 点拨热力学温度与摄氏温度在表示温差时 1 K 1 而在表示温 度时却不相等 即 T t 但T t ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 类型一类型二 解析 热力学温度与摄氏温度的关系T t 273 15 K 所以选项A错 误 对于T t 273 15 K 有许多同学错误地认为可变形为 T t 273 15 K 而错误地选择选项C 实际上 T T2 T1 t2 t1 t 即 用摄氏温度表示的温差等于用热力学温度表示的温差 所以选项B 正确 C D错误 答案 B 题后反思 温标是温度的表示方法 热力学温标与摄氏温标是不 同的表示方法 但两者表示的温度既可以比较也可以换算 它们之 间的关系式为T t 273 15 K 并且温度变化相等 关系式为 T t ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 12345 1 关于平衡态和热平衡 下列说法正确的是 A 只要温度不变且处处相等 系统就一定处于平衡态 B 两个系统在接触时它们的状态不发生变化 说明这两个系统原