4 温度和温标.ppt

1.判一判 (1)平衡态是一种理想情况。 ( ) (2)处于热平衡的两个系统具有相同的热量。 ( ) (3)现代技术可以达到绝对零度。 ( ) (4)1 K=1℃。 ( ) √ × × × 2.想一想 (1)两个温度不同的物体相互接触,经过一定的时间一定能达到热平衡吗? 提示：不一定。如果一个物体的温度持续升高,两个物体之间总存在一个温度差,此时就不是热平衡状态。 (2)当系统处于平衡态时,系统的所有性质都不随时间变化,是绝对不变的吗? 提示：不是。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,即使系统处于平衡态,仍可能发生偏离平衡态的微小变化。 主题一 状态参量与平衡态 1.对一个热力学系统,我们一般研究它的几何性质、力学性质和热学性质,描述这些性质的状态参量一般有哪些? 提示：描述几何性质的有体积, 描述力学性质的有压强, 描述热学性质的有温度。 2.把不同压强、不同温度的两箱气体注入同一个容器中,气体的状态参量会如何变化?如果容器与外界没有能量交换,如何从宏观上判断容器内气体是否达到平衡态? 提示：压强较大的气体会向压强较小的一方流动, 温度较高的气体会向温度较低的一方传热。 如果容器与外界没有能量交换,从宏观上看,当气体的压强和温度不再变化时,就可判断容器内气体达到平衡态。 3.表示系统存在状态的各物理量中只有温度不断发生变化就说系统处于平衡态,对吗? 提示：不对。描述系统状态的热学参量有多个,其中任何一个发生变化,系统就不处于平衡态。 【知识点睛】平衡态与状态参量 (1)系统:在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。 (2)状态参量:用来描述系统状态的物理量。 (3)平衡态特征:系统的所有性质都不随时间变化。 【误区警示】平衡态的理解 (1)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(温度、体积、压强)不随时间变化。 (2)力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动状态。 【典例1】下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是 ( ) A.将一根铁丝的一端插入100℃的水中,另一端插入0℃的冰水混合物中,经过足够长的时间,铁丝处于平衡态 B.两个温度不同的物体相互接触时,这两个物体组成的系统处于非平衡态 C.0℃的冰水混合物放入1℃的环境中,冰水混合物处于平衡态 D.压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态 B 主题二 探究系统达到热平衡的特征 1.从宏观和微观两个角度如何理解温度的概念? 提示：(1)宏观上,表示物体的冷热程度。 (2)微观上,反映分子热运动的激烈程度,温度是分子平均动能大小的标志。 2.用温度计测量一杯热水的温度时,要等到温度计的示数稳定后再读数,并且要使温度计保留在水中,原因是什么? 提示：温度计与热水两个系统达到热平衡,温度计的示数即为热水的温度;如果把温度计拿出热水读数,要向空气传热,则示数就不是热水的温度了。 3.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是什么?它有什么特征? 提示：是温度。它的特征是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”。 【知识点睛】热平衡的理解 (1)相互接触的两个系统,各自的状态参量将会相互影响而分别改变,最后,两个系统的状态参量将不再变化,我们就说两系统达到了热平衡。 (2)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度,所以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温度。 (3)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。 【误区警示】平衡态与热平衡概念的区别 (1)平衡态不是热平衡,平衡态是对某一系统而言的,热平衡是对两个接触的系统而言的; (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。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。 【典例2】关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是 ( ) 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 【解题探究】(1)一个系统的温度、压强、体积都不再变化, 才是处于_______; (2)若两个系统的温度相等,则两个系统已达到_______。 平衡态 热平衡 BD