人教高中物理选修3-3同步课件:第七章-分子动理论-第4节-.ppt
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- 高中物理 选修 同步 课件 第七 分子 理论
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1、第第4 4节温度和温标节温度和温标学习目标学习目标1知道系统、系统的状态参量及平衡态。知道系统、系统的状态参量及平衡态。2知道热平衡定律及两个达到热平衡的系统的温知道热平衡定律及两个达到热平衡的系统的温度的关系。度的关系。3掌握热力学温度与摄氏温度的关系,知道什么掌握热力学温度与摄氏温度的关系,知道什么是温标,了解不同温度计的不同测温原理。会使用常是温标,了解不同温度计的不同测温原理。会使用常用温度计。用温度计。基础落实基础落实新知探究新知探究一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态1热力学系统和外界热力学系统和外界(1)热力学系统:在热学中,把某个范围内热力学系统:在热学中,把某个范围内_组
2、成的研究对象叫作热力学系统,简称系统。组成的研究对象叫作热力学系统,简称系统。(2)外界:系统之外与系统发生外界:系统之外与系统发生_的其他物的其他物体统称为外界。体统称为外界。2状态参量:状态参量:描述系统热学性质的物理量,在热描述系统热学性质的物理量,在热学中常用的状态参量有体积学中常用的状态参量有体积V、_、_等。等。大量分子大量分子相互作用相互作用压强压强p温度温度T3平衡态:平衡态:在没有外界影响的情况下,系统在没有外界影响的情况下,系统_都不随时间而变化的稳定状态。都不随时间而变化的稳定状态。自主思考自主思考想一想想一想1一根长铁丝,一端插入一根长铁丝,一端插入100 的沸水中,另
3、一的沸水中,另一端放入端放入0 恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不再随时间变化,这种状态是否有一定的分布,而且不再随时间变化,这种状态是否为平衡态?为平衡态?答案答案这种状态不是平衡态,只是一种稳定状这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响。态,因为存在外在因素的影响。所有性质所有性质二、热平衡与温度二、热平衡与温度1热平衡:热平衡:如果两个系统相互接触而传热,它们如果两个系统相互接触而传热,它们的状态参量将改变。但是经过一段时间以后,状态参的状态参量将改变。但是经过一段时间以后,状态参量就不再量就不再_了,即这
4、两个系统达到了热平衡。了,即这两个系统达到了热平衡。2热平衡定律:热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统如果两个系统分别与第三个系统达到达到_,那么这两个系统彼此之间也必定处,那么这两个系统彼此之间也必定处于于_。3温度:温度:处于热平衡的系统之间有一处于热平衡的系统之间有一“共同热学共同热学性质性质”,即,即_。这就是温度计能够用来测量和比较。这就是温度计能够用来测量和比较温度高低的基本原理。温度高低的基本原理。4热平衡的性质:热平衡的性质:一切达到热平衡的系统都具有一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。相同的温度。变化变化热平衡热平衡热平衡热平衡温度温度自主思考自主思考想一想想一想2“平
5、衡态平衡态”就是就是“热平衡热平衡”吗?吗?答案答案不是。不是。“平衡态平衡态”指的是一个系统的状指的是一个系统的状态,态,“热平衡热平衡”指的是两个系统之间的关系,二者的指的是两个系统之间的关系,二者的本质不同。本质不同。三、温度计与温标三、温度计与温标1温度计温度计名称名称原理原理水银温度计水银温度计根据水银的根据水银的_的性质来测量温度的性质来测量温度金属电阻温金属电阻温度计度计根据金属铂的根据金属铂的_随温度的变化来测随温度的变化来测量温度量温度气体温度计气体温度计根据气体根据气体_随温度的变化来测量随温度的变化来测量温度温度热电偶热电偶温度计温度计根据不同导体因根据不同导体因_产生电
6、动势的大产生电动势的大小来测量温度小来测量温度热膨胀热膨胀电阻电阻压强压强温差温差2.温标:温标:定量描述定量描述_的方法。的方法。(1)摄氏温标:一种常用的表示温度的方法,规定摄氏温标: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标准大气压下冰的熔点为_,水的沸点为,水的沸点为_。在在0 刻度与刻度与100 刻度之间均匀分成刻度之间均匀分成_等份,每份等份,每份算作算作1 。(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫法,热力学温标也叫“绝对温标绝对温标”。温度温度0100100 (3)摄氏温度与热力学温度摄氏温度与热力学温
7、度摄氏温摄氏温度度摄氏温标表示的温度,用符号摄氏温标表示的温度,用符号_表示,单位表示,单位是是_,符号为,符号为热力学热力学温度温度热力学温标表示的温度,用符号热力学温标表示的温度,用符号_表示,单表示,单位是位是_,符号为,符号为K换算关换算关系系T_摄氏度摄氏度tT开尔文开尔文(开开)t273.15 K自主思考自主思考判一判判一判(1)27 的温度可以用热力学温度粗略地表示为的温度可以用热力学温度粗略地表示为300 K。( )(2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的。摄氏温度和热力学温度都是从零开始的。( )(3)温度升高温度升高20 也就是升高了也就是升高了20 K。( )(4)热力学
8、温度是国际单位制中基本物理量之一。热力学温度是国际单位制中基本物理量之一。( )如图如图741,将鸡蛋放在沸水中,将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间,鸡蛋处于平衡态加热足够长的时间,鸡蛋处于平衡态吗?吗?提示提示鸡蛋放在沸水中加热足够鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间其温度、压强、体积都不再长的时间其温度、压强、体积都不再变化,是平衡状态。变化,是平衡状态。 图图741 考点一考点一平衡态与热平衡平衡态与热平衡1对平衡态的理解对平衡态的理解(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子仍在不停地做无规则运动
9、,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,不随时间变化,表现为系统的宏观性质不随时间变化,而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速而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。直线运动状态。(2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受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。系统处于平衡态时,仍可能发生外界影响是不可能的。系统处于平衡态时,仍可能发生偏离平衡态的微小变化。偏离平衡态的微小变化。课堂互动课堂互动突破考点突破考点 (3)两个系统达到热平衡后再把它们分开,如果分两个系统达到热平衡后再把它们分开,如果分开后它
10、们都不受外界影响,再把它们重新接触,它们开后它们都不受外界影响,再把它们重新接触,它们的状态不会发生新的变化。因此,热平衡概念也适用的状态不会发生新的变化。因此,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。说这两个系统原来是处于热平衡的。2对热平衡的理解对热平衡的理解(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互影响而分别
11、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。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以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温度。度。(3)如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,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。那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。3平衡态与热平衡概念的区别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平衡态不是热平衡,平衡态是对某一系统而言的,热平
12、衡是对两个接触的系统而言的。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便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。态。1如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各处的处的A温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化变化B温度一定达到了某一稳定值,但压强和体积仍温度一定达到了某一稳定值,但压强和体
13、积仍是可以变化的是可以变化的C温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运动,达到了动,达到了“凝固凝固”状态状态D温度、压强稳定,但体积仍可变化温度、压强稳定,但体积仍可变化解析解析如果一个系统达到了平衡态,系统内各部如果一个系统达到了平衡态,系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化。温度达到稳定值,分子仍然是运动的,不可能变化。温度达到稳定值,分子仍然是运动的,不可能达到所谓的达到所谓的“凝固凝固”状态。状态。答案答案A2(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是A两个系统处于热平衡时,
14、它们一定具有相同的两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量热量B如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,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那么这两个系统也必定处于热平衡C温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量一物理量D热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理原理解析解析热平衡的系统都具有相同的状态参量热平衡的系统都具有相同的状态参量温度,故温度,故A A项错误,项错误,C C项正确;由热平衡定律,若物体项正确;由热平衡定律,若物体与与A A处于热平衡,它同时也与
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