2020-2021学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册课件：2.1温度和温标14张PPT

1　温度和温标
1.知道什么是状态参量,知道热平衡的概念。
2.理解热平衡定律及温度的意义,体会生活中的热平衡现象。
3.理解温标、热力学温度的意义,掌握摄氏温度与热力学温度的区别与联系。
1.热力学系统和外界
(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①　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。
(2)外界:系统之外与系统发生②　相互作用????的其他物体统称外界。
2.状态参量
在热学中,用来确定③　系统状态????的物理量叫作系统的状态参量。
(1)为了确定系统的空间范围,要用到④　体积V????,这是一个几何参量;
1 | 状态参量与平衡态
(2)为了确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用,要用到⑤　压强p????,
这是一个力学参量;
(3)要确定系统的冷热程度,就要用到一个热学参量——⑥　温度T????。
3.平衡态
(1)在没有外界影响的情况下,系统内各部分的状态参量达到⑦　稳定????的状态叫
作平衡态。
(2)当系统处于平衡态时,系统所有状态参量都不随时间变化。
2 | 热平衡与温度
1.热平衡
如果两个系统相互接触而⑧　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,各自的状态参量就不再⑨　变化????了,这说明两个系统达
到了平衡。这种平衡叫作热平衡。
2.热平衡定律
实验表明:如果两个系统分别与⑩　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.热平衡与温度
(1)温度:当两个系统处于热平衡时,它们必定具有某个共同的热学性质,把表征这一
“?　共同的热学性质????”的物理量叫作温度。
(2)热平衡的性质:温度是决定一个系统是否达到热平衡的物理量,它的特点就是
“达到热平衡的系统具有相同的?　温度????”。
1.温标的概念与建立
定量地描述温度的一套?　方法????就是温标。
(1)确定一个温标时首先要选择一种?　测温????物质,根据这种物质的某个特性(测
温物质随温度变化的函数关系)来制造温度计。
(2)确定一个温标时还要确定温度的?　零点????和?　分度????的方法。
2.摄氏温标与热力学温标
(1)摄氏温标:一种常用的表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为?　0 ℃
????,水的沸点为?　100 ℃????。在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成?　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。
3 | 温度计与温标
(3)摄氏温度与热力学温度
摄氏温度
摄氏温标表示的温度,用符号t表示,单位是?????摄氏度????,符号为 ℃
热力学温度
热力学温标表示的温度,用符号T表示,单位是?　开尔文????,符号为K
换算关系
(1)T=?????t+273.15 K????
(2)摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的,即ΔT=Δt
温馨提示????根据国家标准,在表示温度差的时候可以用摄氏度(℃)代替开尔文(K),
即1 ℃与1 K相等。因此T=t+273.15 K式子中T的单位用K,t的单位用 ℃。
1.当一定量的物质处于平衡态时,其温度、压强、体积等都不随时间变化。 (????√　)
2.甲、乙两个系统在接触时它们的状态不发生变化,则甲、乙原来的温度是相等
的。?(　√　)
3.一定量的水的温度为0 ℃,用热力学温度粗略地表示为273 K。?(　√　)
4.系统的状态参量永远不会达到稳定。?(?????　)
提示:当系统处于平衡态时,系统的温度、压强、体积等都不随时间变化,则系统的
状态参量达到稳定。
5.处于平衡态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动,是一种动态平衡。?(????√　)
提示:平衡态是一种动态平衡,处于平衡态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ?” 。
6.温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量。?(　√　)
提示:温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量。
7.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K。?(　√　)
提示:摄氏温度变化1 ℃,热力学温度变化1 K。
8.摄氏温度和热力学温度都是从零开始的。?(?????　)
提示:摄氏温度可以取负值。
9.物体的温度由本身决定,数值与所选温标无关。?(?????　)
提示:所选温标不同,物体温度的数值不同,例如,摄氏温度为0 ℃时热力学温度为27
3.15 K。
10.温度计测温原理就是热平衡定律。?(　√　)
提示:热平衡定律是温度计测温的原理。
平衡态的理解
(1)平衡态的特点:系统温度、压强、体积不发生变化。
(2)热力学的平衡态是一种动态平衡。在平衡态下,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,表现为系统的状态参量不随
时间变化。
(3)平衡态是一种理想情况。任何系统完全不受外界影响是不可能的,系统处于平
衡态时,由于涨落,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
1 | 平衡态与热平衡
判断热力学系统是否处于平衡态的方法
(1)先判断热力学系统是否受到外界的影响,再判断系统的状态参量(压强、体积和
温度)是否发生变化。
(2)如果系统不受外界的影响,且状态参量不发生变化,系统就处于平衡态,否则就是
非平衡态。
热平衡
(1)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是处
于热平衡的。
(2)决定两个系统是否达到了热平衡的参量是温度。一切达到热平衡的系统都具
有相同的温度,或者说,具有相同温度的系统达到了热平衡。
研究对象
(1)平衡态是对某一系统而言的。
(2)热平衡是对两个接触的系统而言的
状态性质
(1)达到热平衡的两个系统都处于平衡态,两个都处于平衡态的系统之间不一定已经达到热平衡。
(2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态可能会发生变化,直到温度相同时,两系统便达到了热平衡
判断依据
(1)系统不受外界影响,状态参量不变,则该系统处于平衡态。
(2)两个系统的温度相同,则这两个系统处于热平衡
平衡态与热平衡概念的区别
2 | 热平衡与温度
情境????四季变换,阴晴冷暖,我们每天都会关注天气预报,适当增减衣物。如图是某
天的天气预报的截屏,预报概要如下:今日天气多云,温度14 ℃~26 ℃。
问题
1.在24小时的时间内,随着气温的变化测量气温的温度计示数也会变化,那么,在较
短的时间里,温度计与大气达到热平衡了吗?
提示:达到热平衡了。因为在较短的时间里两个系统的状态不发生变化。
2.如图所示是伽利略温度计的示意图,利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质,当
气温升高时,细管内的水柱越高吗?
?
提示:不是。伽利略温度计的物理原理是空气的热胀冷缩,当气温升高时,细管内的
水柱降低。
宏观
角度
温度表示物体的冷热程度,这样的定义带有主观性,因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的,往往是不准确的
热平衡
角度
温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的。热平衡定律指出,两个系统处于热平衡时,存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是温度,这样的定义更具有科学性
热平衡与温度的关系
(1)“温度”含义的两种说法
　　(2)各自处于平衡态的两个系统,相互接触时,它们相互之间发生了热量的传递,
热量从高温系统传递给低温系统,经过一段时间后两系统温度相同,达到热平衡。
温度计
温度计的测温原理是热平衡定律,若物体与A处于热平衡,它同时也与B处于热平衡,
则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理。