物理人教版（2019）选择性必修第三册2.1温度和温标（共30张ppt）

(共30张PPT)
第一节
温度和温标
第二章 气体、固体和气体
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.知道状态参量与平衡态。
2.知道热平衡，理解热平衡定律及温度的意义。
3.知道温标、摄氏温标和热力学温标，知道摄氏温度与热力学温度的转换关系。
新课导入
日常生活中我们会借助这些仪器和设备测量什么？
新课导入
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，它们的压强和温度均不相等。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
气体会向压强小、温度低的一方流动，经过一段时间，容器内各点的压强和温度都相同且不再变化
第一节
状态参量与平衡态
状态参量与平衡态
系统
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。
系统1
系统2
外界
系统与外界
如果我们研究一箱气体的热学性质，这箱气体是由大量分子组成的一个研究对象
气（液）体就是系统
箱子就是外界
例如，用酒精灯加热容器中的液体，把液体作为研究对象
容器和酒精灯就是外界
状态参量与平衡态
状态参量
描述物质系统状态的宏观物理量叫做状态参量
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
容积为100L
温度为20oC
确定空间范围用体积V
状态参量
状态参量与平衡态
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
冷空气
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。
热水
热水
温空气
热水
温水
非平衡态
平衡态
平衡态
一个封闭系统，在经过足够长的时间，系统各部分的状态参量达到稳定（不随时间变化）时的状态 。
5atm
60oC
0oC
2atm
系 统
平衡态
分子做无规则运动
宏观性质
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
平衡态
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。
③处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未必处于平衡态。
④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。
第二节
热平衡与温度
热平衡与温度
热平衡
如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将发生改变。经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡。
系统1
系统2
热平衡
甲
60℃
乙
20℃
30℃
30℃
即使两个物体没接触过，但只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,我们就说这两个系统原来就处于热平衡。
平衡态 热平衡
区别 研究对象
判断依据
联系 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
热平衡与温度
热平衡定律（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。
热平衡与温度
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
热平衡与温度
处于热平衡的两个系统具有相同的温度。
系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，
若温度不同即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。
温度是标志一个系统与另一个系统是否处于热平衡状态的物理量，这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理．
第三节
温度计与温标
温度计与温标
温标
定量描述温度的方法称为温标
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。
温度计与温标
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。
两种温标
摄氏温标 热力学温标
提出者 摄氏萨斯和施勒默尔 英国物理学家开尔文
零度的规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度 －273.15 ℃
温度名称 摄氏温度 热力学温度
温度符号 t T
单位名称 摄氏度 开尔文
单位符号 ℃ K
关系 (1)T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K (2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等
温度计与温标
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℃。
常见温度计
水银
酒精
气体
经典例题
(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
答案：CD
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.
(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
答案：BD
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.
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
B
当堂检测
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
本课小结
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