人教版（2019）选择性必修第三册 2.1 温度和温标 课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
高中物理选择性必修第三册 第二章：分子动理论 第1节: 温度和温标
第1节：温度和温标
我们在初中已经学过了测量温度时常用的一种单位——“摄氏度”，它是以标准大气压下，冰水混合物的温度为0度，沸水的温度为100度，在这两温度之间等分100个等份，每一等份为1个温度单位。这种以冰水混合物的温度为0度的测温方法叫摄氏温标，以摄氏温标表示的温度叫摄氏温度。
今天我们将进一步学习有关温度和温标的知识。
知识温顾：
温故知新
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假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分成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
一、状态参量与平衡态
1、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，这在热力学中叫作一个热力学系统
系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界（或环境）。在物理学研究中，对系统内部问题，往往采取“隔离”分析方法，对系统与外界的相互作用问题，往往采取“整体”分析的方法．
容器和酒精灯就是外界
一、状态参量与平衡态
2、根据系统和外界相互作用的情况，我们可以区分出如下几种热力学系统
①孤立系统：与外界不发生任何相互作用的系统称为孤立系统。此时系统和外界既无
能量交换也无物质交换。（在该系统中，物质和能量既不能进也不能出）
②封闭系统：与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为封闭系统。 （在该
系统中，物质不能进出，但可以与外界交换能量）
③开放系统：与外界既有物质交换，也有能量交换的系统称为开放系统，
简称开系。（在该系统中，与外界可以自由进行物质和能量交换）
孤立系统
封闭系统
开放系统
2、状态参量 ： 在热学中，为确定系统的状态，所用到的物理量，这些物理量
叫作系统的状态参量
一、状态参量与平衡态
物理学中，需要研究系统的各种性质，包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等。为了描述系统的状态，需要用到一些物理量。
状态参量
系统间力的作用用压强P
力学参量
温度为20℃
确定系统冷热程度用温度T
热学参量
容积为100L
几何参量
确定空间范围用体积V
二、平衡态
把不同压强，不同温度的两箱气体注入同一容器
5atm
60oC
0oC
2atm
系 统
平衡态
压强大的气体会向压强小的一方流动。
温度高的会向温度低的一方传热。
经过一段时间后，容器各点的压强和温度都不再变化。
如果容器与外界没有能量交换
二、平衡态
1、平衡态：对于一个封闭的系统，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（温度，压强和体积）能够达到稳定，都不再随时
间变化的状态。
2、注意：
①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。
②类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡态也是一种动态平衡。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。
③平衡态指的是一个系统的状态参量不再变化。
三、热平衡与温度
1、热力学系统间的相互作用
相互接触而传热
乙系统
热
冷
甲系统
温
甲系统
乙系统
2、热平衡：甲乙两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。
经过一段时间各自状态参量就不再变化了，这说明两个系统达到了平衡这种平衡叫作热平衡。
3、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。
两个系统达到热平衡的实质：接触时两系统不再进行热传递
4、温度：两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同热学性质”。我们就把表征
这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。
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
水银和水这两个系统达到热平衡
三、热平衡与温度
平衡态 热平衡
区别 研究对象
判断依据
联系 5、平衡态与热平衡的比较
一个系统
两个接触的系统
系统不受外界影响，状态参量不变
两个系统温度相同
处于热平衡的两个系统都处于平衡态
三、热平衡与温度
四、温度计与温标
1、温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标。
①温度计中用于测量温度的物质。（水银/铂/气体/热电偶……）
②了解测温物质随温度变化的函数关系。为了测温读数准确一般要保证测温物质
的测温属性随温度变化的函数关系为线性关系
③确定温度零点和分度方法．（摄氏温标曾经规定，标准大气压冰的熔点为0℃，水
沸点为100℃；并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等分，每
份算作1℃）
（2）温标的建立包含三个要素：
（1）常见温标：摄氏温标、热力学温标、华氏温标
（4）热力学温度（T）：热力学温标表示的温度叫作热力学温度，它是国际位制中七
个基本物理量之一，用符号T表示，它的单位开尔文， 简称开，符号为K．
(5) 摄氏温度t与热力学温度T的关系：T＝t+273.15 K
热力学零度(绝对零度)等于摄氏温度的 - 273.15℃
四、温度计与温标
1．以下说法正确的是（　　）
A．在国际单位制中温度的单位为摄氏度
B．0℃的水和冰的分子平均动能可能不同
C．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态
D．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的气体静置足够长时间后，每个分子的速度大小均相等
C
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2．热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列关于热现象的说法中正确的是（　　）
A．温度越高的物体，其内能越大
B．温度越低的物体，其每个分子的运动速率越小
C．处于热平衡状态的物体，无论是否接触，其冷热程度一定相同
D．随着冷冻技术的不断进步，可以实现将物体的温度降低到-2800C
C
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3．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）
A．达到热平衡的两个系统具有相同的温度
B．两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力
C．布朗运动就是液体或者气体分子的无规则运动
D．温度是分子平均速率的标志
A
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4．下列说法不正确的是（　　）
A．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
B．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
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．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量
D
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5．以下说法正确的是（　　）
A．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力、斥力均减小但斥力减小的更快
B．相互间达到热平衡的两物体的热量一定相等
C．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的状态参量
D．阿伏加德罗常数为NA，铁的摩尔质量为MA，铁的密度为ρ则1kg铁所含的原子数目是ρNA
A
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7．下列各系统处于平衡态的是（　 　）
A．放在0℃的房间里的冰水混合物
B．放在沸水中加热足够长时间的铜块
C．刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐
D．一瓶放在房间中很久的84消毒液
ABD
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8．两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法，正确的是（　 　）
A．不能
B．可能
C．要看它们后来的温度是否相同
D．取决于其他状态参量是否相同
BC
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9．A、B两物体之间接触，但没有发生热传递，则（　　）
A．两物体所含有的热量相等
B．两物体的内能相等
C．两物体的温度相同
D．两物体的内能不一定相等
CD
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10．下列关于热平衡定律的理解，正确的是（　　）
A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡
B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡
C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的
D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同
AB
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1．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，则从r=r2到r=r1，下列说法正确的是（　　）
A．分子间引力、斥力都在减小
B．分子力的大小先增大后减小
C．分子势能一直在增大
D．分子动能先增大后减小
D
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