高中物理选修33第七章第四节《温度和温标》新课教学课件.ppt

1、选修选修3 33 3第七章第七章分子动理论分子动理论7.4温度和温标温度和温标 四 时【晋】陶渊明春水满四泽，夏云多奇峰。秋月扬明晖，冬岭秀寒松。鲜花灿漫鲜花灿漫郁郁葱葱郁郁葱葱层林尽染层林尽染银装素裹银装素裹一、基本概念简介：一、基本概念简介：1 1、热力学系统：、热力学系统：为分析某一个有限区域的热学性质而选择的为分析某一个有限区域的热学性质而选择的 由大由大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称为系统。量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称为系统。2 2、外界（或环境）：、外界（或环境）：热力学系统之外与系统发生相互作用的其他物体。热力学系统之外与系统发生相互作用的其他物体。例：例：

2、用用酒 精 灯酒 精 灯加 热 容加 热 容器 中 的器 中 的气体气体一、基本概念简介：一、基本概念简介：3 3、热力学系统的三个状态参量：、热力学系统的三个状态参量：几何参量几何参量体积体积V V 微观上对应分子间距。微观上对应分子间距。克拉珀龙方程：克拉珀龙方程：PV=nRTPV=nRT力学参量力学参量压强压强P P 微观上对应分子频微观上对应分子频繁撞击器壁。繁撞击器壁。热学参量热学参量温度温度T T 微观上对应分子微观上对应分子热运动的剧烈程度。热运动的剧烈程度。法国：克拉珀法国：克拉珀龙龙4 4、平衡态：、平衡态：指系统的状态参量（宏观）不随时间指系统的状态参量（宏观）不随时间发生

3、变化的稳定状态。如果发生变化，就发生变化的稳定状态。如果发生变化，就是非平衡态。是非平衡态。思考：思考：将两个处于平衡态的系统相互接触，它们的状态参量将发生什么样的变化？经历一定时间后，再一次达到一种新的平衡状态。二、热平衡：二、热平衡：1 1、定义：、定义：指不同的热力学系统接触后不发生热传递，指不同的热力学系统接触后不发生热传递，系统的状态参量不再变化的状态。系统的状态参量不再变化的状态。2 2、热平衡定律（热力学第零定律）：、热平衡定律（热力学第零定律）：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这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，这个结论

4、称为热平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，也叫做热力学第零定律。衡定律，也叫做热力学第零定律。英国物理学家拉尔夫福勒 3 3、说明：、说明：温度相同的两个系统必定处于热平衡。温度相同的两个系统必定处于热平衡。处于热平衡的系统必定都具有相同的处于热平衡的系统必定都具有相同的温度，这就是温度计能够用来测量温度的温度，这就是温度计能够用来测量温度的基本原理基本原理思考：思考：问题：如何判定两个系统是否处于热平衡？根据温度是否相同判定。问题：如何测定系统的温度？用温度计问题：物理学中将定量描述温度的方法叫做温标，我们一般用的那几种温标？摄氏温标和热力学温标三、热力学温度：三、热

5、力学温度：1.1.定义：定义：2.2.符号符号:T T3.3.单位开尔文，简称开，符号为单位开尔文，简称开，符号为K K4.热力学温度热力学温度T T与摄氏温度与摄氏温度t t的关系：的关系：热力学温标表示的温度叫做热力学温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。度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。Tt+273.15 K Tt+273K 三、热力学温度：三、热力学温度：5.5.说明说明 :摄氏温标的单位摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，但不是国是温度的常用单位，但不是国际基本单位，温度的国际基本单位是开尔文，符号为际基本单位，温度的国际基本单位是开尔文，符

6、号为K K在今在今后各种相关热力学计算中，后各种相关热力学计算中，一定要牢记一定要牢记将温度单位转换为热将温度单位转换为热力学温度即开尔文力学温度即开尔文；T Tt+273Kt+273K中的中的T T与与t t指系统在某一状态（或某一时刻）指系统在某一状态（或某一时刻）时的温度，表示一个点，时的温度，表示一个点，T T与与t t表示的数值不同。表示的数值不同。由由T Tt+273Kt+273K，得到，得到 T Tt t，T T与与t t指系统前指系统前后两个状态（或某一时间间隔）的温度变化量，表示一个段，后两个状态（或某一时间间隔）的温度变化量，表示一个段，T与t是相同的是相同的例如：例如：摄

7、氏温度的分度值摄氏温度的分度值1 1 与热力学温度的分度值1K是相同的，但系统在某一状态下的温度1 比1K大273K（或大273 ）【例题】天气预报说某地某日的最高气温天气预报说某地某日的最高气温是是27 27，它是，它是_开尔文开尔文.进进行低温研究时，热力学温度是行低温研究时，热力学温度是2.5 K2.5 K，它，它是是_摄氏度摄氏度.300-270.5【例题】已知某物理量x与热力学温度T成正比，比例常数为k现在用摄氏温度t表示这个温度，这个关系式该怎样写？xK(t273)【例题】【例题】如图甲是某金属材料制成的电阻如图甲是某金属材料制成的电阻R R随摄氏温度随摄氏温度t t变化的图象，图

8、变化的图象，图中中R R0 0表示该电阻在表示该电阻在00时的电阻值，已知图线的斜率为时的电阻值，已知图线的斜率为k k若用该电阻与若用该电阻与电池（电动势为电池（电动势为E E、内阻为、内阻为r r）、理想电流表）、理想电流表A A、滑动变阻器、滑动变阻器RR串联起来，串联起来，连接成如图乙所示的电路用该电阻做测温探头，把电流表连接成如图乙所示的电路用该电阻做测温探头，把电流表A A的电流刻度的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计金属电阻温度计”（1 1）根据图甲，温度为）根据图甲，温度为t t（t t00）时电阻）时电阻R R

9、的大小为的大小为_（2 2）在标识）在标识“金属电阻温度计金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系请用流的对应关系请用E E、R R0 0、RR（滑动变阻器接入电路的阻值）、（滑动变阻器接入电路的阻值）、k k等物等物理量表示待测温度理量表示待测温度t t与电流与电流I I的关系式的关系式t=_t=_（3 3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的1010到到2020的正中央，的正中央，则测量值则测量值_15_15（填（填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）（1）R=R0+kt（3）小于

10、 kRrRkIEt02课堂小课堂小 结结一、基本概念简介：一、基本概念简介：1 1、热力学系统：、热力学系统：为分析某一个有限区域的热学性质而选择的为分析某一个有限区域的热学性质而选择的 由大由大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称为系统。量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称为系统。2 2、外界（或环境）：、外界（或环境）：热力学系统之外与系统发生相互作用的其他物体。热力学系统之外与系统发生相互作用的其他物体。3 3、热力学系统的三个状态参量：、热力学系统的三个状态参量：几何参量几何参量体积体积V V 微观上对应分子间距。微观上对应分子间距。克拉珀龙方程：克拉珀龙方程：PV=nRTPV

11、=nRT力学参量力学参量压强压强P P 微观上对应分子频繁撞击器壁。微观上对应分子频繁撞击器壁。热学参量热学参量温度温度T T 微观上对应分子热运动的剧烈程度。微观上对应分子热运动的剧烈程度。4 4、平衡态：、平衡态：指系统的状态参量（宏观）不随时间发生变化的稳定状指系统的状态参量（宏观）不随时间发生变化的稳定状态。如果发生变化，就是非平衡态。态。如果发生变化，就是非平衡态。课堂小课堂小 结结二、热平衡：二、热平衡：1 1、定义：、定义：指不同的热力学系统接触后不发生热传递，指不同的热力学系统接触后不发生热传递，系统的状态参量不再变化的状态。系统的状态参量不再变化的状态。2 2、热平衡定律（热

12、力学第零定律）：、热平衡定律（热力学第零定律）：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这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，这个结论称为热平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，也叫做热力学第零定律。衡定律，也叫做热力学第零定律。3 3、说明：、说明：温度相同的两个系统必定处于热平衡。温度相同的两个系统必定处于热平衡。处于热平衡的系统必定都具有相同的温度，这就是温处于热平衡的系统必定都具有相同的温度，这就是温度计能够用来测量温度的基本原理度计能够用来测量温度的基本原理课堂小课堂小 结结三、热力学温度：三、热力学温度：1.1.

13、定义：定义：2.2.符号符号:T T3.3.单位开尔文，简称开，符号为单位开尔文，简称开，符号为K K4.热力学温度热力学温度T T与摄氏温度与摄氏温度t t的关系：的关系：热力学温标表示的温度叫做热力学温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。度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。Tt+273.15 K 一般写为：Tt+273K 课堂小课堂小 结结三、热力学温度：三、热力学温度：5.5.说明说明 :摄氏温标的单位摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，但不是国是温度的常用单位，但不是国际基本单位，温度的国际基本单位是开尔文，符号为际基本单位，温度的国际基本单位是

14、开尔文，符号为K K在今在今后各种相关热力学计算中，后各种相关热力学计算中，一定要牢记一定要牢记将温度单位转换为热将温度单位转换为热力学温度即开尔文力学温度即开尔文；T Tt+273Kt+273K中的中的T T与与t t指系统在某一状态（或某一时刻）指系统在某一状态（或某一时刻）时的温度，表示一个点，时的温度，表示一个点，T T与与t t表示的数值不同。表示的数值不同。由由T Tt+273Kt+273K，得到，得到 T Tt t，T T与与t t指系统前指系统前后两个状态（或某一时间间隔）的温度变化量，表示一个段，后两个状态（或某一时间间隔）的温度变化量，表示一个段，T与t是相同的是相同的例如：例如：摄氏温度的分度值摄氏温度的分度值1 1 与热力学温度的分度值1K是相同的，但系统在某一状态下的温度1 比1K大273K（或大273 ）