2.1温度与温标 课件 高中物理 选择性必修第三册(共22张PPT)

(共22张PPT)
2.1 温度与温标
人教版（2019）普通高中物理选择性必修第三册同步教学课件
第二章. 气体、固体和液体
目录
1
状态参量与平衡态
2
热平衡与温度
3
温度计与温标
问题
假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分为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？
知识点一：状态参量与平衡态
问题
阅读课文，总归纳一下什么是系统与外界？
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，这在热学中叫作一个热力学系统，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.系统
2.外界
知识点一：状态参量与平衡态
问题
阅读课文，总结归纳什么是状态参量？我们经常用到的系统的状态参量有哪些？
在热学中，为确定系统的状态，也需要用到一些物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。
3.状态参量
系统间力的作用用压强P
力学参量
几何参量
确定系统冷热程度用温度T
热学参量
确定空间范围用体积V
状态参量
知识点一：状态参量与平衡态
问题
阅读课文，总结归纳什么是平衡态？
4、平衡态
系统所有宏观性质不随时间变化时状态称之为平衡态。
由于分子做无规则的热运动，在这样的条件下达到的平衡往往整体平衡局部不平衡，且达到的平衡态具有一定的不稳定性，存在一定的起伏。这样的平衡称为动态平衡。
冷空气
热水
热水
温空气
热水
温水
非平衡态
平衡态
在有外界作用时，系统中各部分也可能达到稳定状态，但并非为平衡态。平衡态对应的是无外界影响下的状态。
知识点二：热平衡与温度
问题
阅读课文，总结归纳什么是热平衡状态？
1.热平衡
两个系统发生热传递，最后它们各自的状态参量不再变化，达到相对稳定状态，也就说明他们已经具有了某种共同的性质，这时候我们就说它们达到了热平衡状态。
相互接触而传热
冷
热
热平衡
知识点二：热平衡与温度
2、热平衡定律(又叫热力学第零定律)：
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，这个结论称为热平衡定律。
问题
阅读课文，总结归纳什么是热平衡定律？
知识点二：热平衡与温度
问题
阅读课文，总结归纳温度的物理意义？
两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同热学性质”。我们就把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。
3、温度
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，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理。
水银温度不再升高，这个系统达到平衡态
水的温度不再升高，这个系统达到平衡态
知识点三：温度计与温标
问题
阅读课文，总结归纳温标、温标要素、温标种类？
定量描述温度的方法称为温标。
1、温标：
2.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。
知识点三：温度计与温标
3.两种温标：
（1）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，每份算作1℃。
（2）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。
知识点三：温度计与温标
4、摄氏温度与热力学温度：
(2)热力学温度：用热力学温标表示的温度叫做热力学温度，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：开尔文，简称开，符号为K。
(3) 摄氏温度t与热力学温度T的换算关系：
T＝t+273.15（K）
(1)摄氏温度：用摄氏温标表示的温度叫做热力学温度，用符号t表示。单位：摄氏度，符号为℃。
知识点三：温度计与温标
注意
①摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K。在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；
②由T＝t+273.15 K可知，物体温度变化1℃与变化1 K的变化量是等同的，但物体所处状态为1℃与1 K是相隔甚远的。
知识点三：温度计与温标
5.温度计测温原理
名 称 原 理
水银温度计 根据水银的热膨胀性质来测量温度的
金属电阻温度计 根据铂的电阻随温度的变化来测量温度的
气体温度计 根据气体的压强随温度的变化来测量温度的
热电偶温度计 根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度的
温度和温标
热力学概念
热平衡
状态参量
热力学概念
热平衡定律
温度
温度计
温标
知识点一：平衡态与热平衡
【例1】(多选)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，其各个
　状态参量都会改变
C.两物体发生热传递时，两系统处于非平衡态
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
CD
知识点一：平衡态与热平衡
解析　状态参量是描述系统状态的物理量，与系统是否处于平衡态无关，且系统状态变化时，不一定各个状态参量都改变，A、B错误；
处于热传递过程中的两系统处于非平衡态，C正确；
0 ℃的冰水混合物放入0 ℃的环境中，其温度、压强、体积都不再变化，冰水混合物处于平衡态，D正确.
知识点一：平衡态与热平衡
【变式训练1】(多选)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，说明这两个系统原来的温
　度是相等的
C.热平衡就是平衡态
D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等
BD
知识点一：平衡态与热平衡
解析　描述系统的状态参量不止一个，仅仅根据温度不变且处处相等，不能得出系统一定处于平衡态的结论，A错误；
根据热平衡的定义可知，B、D正确；
平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个接触的系统相互影响的最终结果，C错误.
知识点二：温度、温度计与温标
【例2】(多选)下列关于温度的说法正确的是(　　)
A．水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的
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．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示就是升高了373.15 K
ABC
知识点二：温度、温度计与温标
【变式训练2】冬天，内蒙古的气温最低可达－42 ℃，为了测量那里的气温应选用(已知水银的熔点是－39.3 ℃；酒精的熔点是－114 ℃)
A.水银温度计 B.酒精温度计
C.水温度计 D.体温计
解析　水银的熔点是－39.3 ℃，低于－39.3 ℃时水银会凝固.而酒精的熔点是－114 ℃.水在零度就结冰，而体温计的测量范围为35～42 ℃，所以只能选B.
B
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