7.4 温度和温标绪论.ppt

在物理学中所研究的对象，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) 系统的概念 B A 一、状态参量与平衡态 1、状态参量 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。 表示系统某种性质的物理量。 一、状态参量与平衡态 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 3、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． 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． 热学系统所处的平衡态往往是一种动态的平衡（分子仍在不停地做无规则运动），这种动态平衡性质充分说明热运动是物质运动的一种特殊形式。（与力学平衡不同） 例1．在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( 　) A．每个气体分子的运动速率 B．压强 C．体积 D．温度 解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量．气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量．显然B、C、D选项正确． BCD 平衡态和状态参量 二、热平衡与温度 1、热平衡：两个系统之间没有隔热材料，它们相互接触，或者通过导热性能很好的材料接触，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变．最后，两个系统的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个“共同性质”，此时我们说两个系统达到了热平衡． 热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统．因此可以说，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、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 Fe H2O 3、温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度 甲 乙 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 力学平衡 P相同 两个系统达到热平衡时具有的共同性质是温度相同 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． 若温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物体B处于热平衡，根据热平衡定律，A的温度便与B的温度相等. 高中 100C 500C 温度：两个系统达到热平衡时,温度相同 初中 温度是描述物体冷热程度的物理量 300C 例2、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． 热平衡与温度 三、温度计与温标 1、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． 2、热力学温度或绝对温度． (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 (5)说明 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l℃与变化l K的变化量是等同