2.1 温度和温标课件(共21张PPT)-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

(共21张PPT)
大量分子组成
分子热运动
分子间相互作用
物态：气体、液体和固体
物质材料：石器时代、青铜器时代、铁器时代和电子信息
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
问题导入
1. 在物理学中所研究的对象，称为系统。
2. 系统之外与系统发生相互作用的其他物体，统称为外界。
液体就是系统
容器和酒精灯就是外界
要点提炼
热力学系统的状态参量
(1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的 ．
(2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的 性质．
(3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的 程度．
空间范围
力学
冷热
平衡态：一个封闭系统所有宏观性质不随时间变化时状态称之为平衡态．
问题设计
什么是平衡态
一个物理学系统，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会达到稳定。
一、状态参量与平衡态
延伸思考
处于平衡态的系统，其内部分子是否停止了运动？
答案　不是．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．
一、状态参量与平衡态
用手心握住体温计热敏部分，观察到体温计的示数逐渐上升．当上升到36 ℃左右时，为什么不再上升？当把它立即放入40 ℃的水中时，你又看到什么现象？
问题设计
答案　体温计与人体温度相同时，不再上升；又会上升．
二、热平衡与温度
二、热平衡与温度
1、热平衡
如果两个系统相互接触而传热,它们的状态参量将改变，但经过一段时间后，状态参量不再变化,达到了相同的温度,我们就说两个系统达到了热平衡。（两个系统达是通过热传递热达到的平衡）
甲
T甲
乙
T乙
只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,就说这两个系统原来就处于热平衡
要点提炼
1．理解热平衡的两个层面
(1)原来两个系统不是热平衡，接触后最终达到热平衡．
(2)原来两个系统处于热平衡，再接触，两个系统它们的状态
．
不发生变化
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。
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
这两个系统达到热平衡
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。
k
10oC
50oC
一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态 为什么
解析：因金属棒一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态。
答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换．
三、温度计与温标
1.测温物质
水银
酒精
气体
——热胀冷缩的特性
2. 确定温度零点和分度值
冰水混合物
0℃
100℃
沸腾的水
100等份
标准大气压下
1、温标：定量描述温度的方法叫做温标
建立一种温标的三要素：
①选择测温物质（水银/铂/气体/热电偶）
②确定测温属性（体积/电阻/压强/电动势）
③选定温度零点和分度方法
温度计与温标
（2）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。
2、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℃。
(4)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。
关于热力学温度和摄氏温度，以下说法中正确的是( )
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中个基本单位之一
B．温度升高了1℃就是升高了1K
C．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关
D．0℃ 的温度可用热力学温度粗略地表示为273K
ABD