(共17张PPT)
●分子间同时存在着引力和斥力,都随分子间距离r的
增大而减小,随r的减小而增大,但斥力比引力变化的快
●当分子间距r的数量级大于10-9m时,
分子力可忽略不计。
分子动理论的内容
7.4、温度和温标
1、什么是系统和状态参量?
2、什么是平衡态?
3、什么是热平衡和热平衡定律?
4、温度和温标是如何定义的?
5、如何确定温标?
1、系统:物理学中,把所研究的对象称为系统.(系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界)
问题1:什么是系统和状态参量?
2、状态参量 : 描述物质系统状态的宏观物理量
①几何性质:系统的大小、形状、体积等
②力学性质:系统的压强、受力、表面张力
③热学性质:系统温度
④电磁性质:系统在电场、磁场作用下的性质,如电场强度,磁感应强度等。
2、气体的状态参量
(1)温度
(2)体积
(3)压强
------热学性质
------几何性质
------力学性质
问题2:什么是平衡态?
对于一个封闭系统,在经过足够长的时间,系统各部分的状态参量会达到稳定(不随时间变化),我们说系统达到了平衡态 。
动态的平衡
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.
问题3:什么是热平衡和热平衡定律?
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,两个系统已经具有了某个“共同性质”,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
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
2、热力学第零定律(热平衡定律)
如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统也必定处于热平衡。
若系统A,C达到热平衡
若系统B,C达到热平衡
A和B也是处于热平衡
3、温度
两个系统处于热平衡时,它们具有一个“共同性质”。我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度。
问题4:温度和温标是如何定义的?
1、温度
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
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.
温度理解
高中
初中
温度是描述物体冷热程度的物理量
------宏观上
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
标志物体内部分子无规则热运动的剧烈程度---微观上
2、温标
定量描述温度的方法叫做温标
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.
温标种类
①摄氏温标 (摄氏度t , 单位:0C)
标准大气压下冰的熔点为零度,沸水为100度,期间分为100等份
②热力学温标 (热力学温度T,单位:开尔文 K)
七个基本物理量之一 T=273.15+t (K)
ΔT=Δt
热力学温标
(1)定义: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。
(2)符号: T,
(3)单位开尔文,简称开,符号为K.
(4) 热力学温标与热力学温度T的关系:
T=t+273.15 K
说明
①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l℃与变化l K的变化量是等同的,但物体所处状态为l℃与l K是相隔甚远的;
③一般情况下,0K是低温的极限,只能无限接近,但不能达到。
③华氏温标
华氏温标的温度tF与t之间的关系:
tF=32+9/5t 单位: °F
华氏温标在欧美使用非常普遍,摄氏温标在亚洲使用较多,科学研究中多使用绝对温标。
例、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.