【物理】溫度和溫標(biāo) 課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

2.1溫度和溫標(biāo)人教版（2019）選擇性必修三一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1.在物理學(xué)中所研究的對(duì)象，稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱為外界。氣體就是系統(tǒng)箱子就是外界容器和酒精燈就是外界一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)2.狀態(tài)參量：表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量。系統(tǒng)間力的作用用壓強(qiáng)P力學(xué)參量幾何參量確定系統(tǒng)冷熱程度用溫度T熱學(xué)參量容積為100L溫度為20oC確定空間范圍用體積V狀態(tài)參量一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)3.平衡態(tài)：對(duì)于一個(gè)封閉的系統(tǒng)，在沒(méi)有外界影響的情況下，只要經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量能夠達(dá)到穩(wěn)定，都不再隨時(shí)間變化。0oC2atm5atm60oC絕熱注意：平衡態(tài)是一種理想狀況，無(wú)論怎樣系統(tǒng)都不可能完全不受外界環(huán)境的影響。1.熱平衡：兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)生熱傳遞，最后它們各自的狀態(tài)參量不再變化，達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，也就說(shuō)明他們已經(jīng)具有了某種共同的性質(zhì)，這時(shí)候我們就說(shuō)它們達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。二、熱平衡與溫度熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)作用的系統(tǒng)。因此可以說(shuō)，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)是處于熱平衡的。甲T甲乙T乙T甲=T乙2、熱平衡定律(又叫熱力學(xué)第零定律)：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，這個(gè)結(jié)論稱為熱平衡定律。3、溫度：兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有一個(gè)“共同熱學(xué)性質(zhì)”。我們就把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度。 溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是“一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”這就是常用溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理。水銀溫度不再升高，這個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)水的溫度不再升高，這個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡 系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的宏觀標(biāo)志就是溫度相同，若溫度不同即系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，則系統(tǒng)一定存在著熱交換。k10oC50oC

一金屬棒的一端與0℃冰接觸，另一端與100℃水接觸，并且保持兩端冰、水的溫度不變．問(wèn)當(dāng)經(jīng)過(guò)充分長(zhǎng)時(shí)間后，金屬棒所處的狀態(tài)是否為熱平衡態(tài)?為什么?解析：因金屬棒一端與0℃冰接觸，另一端與100℃水接觸，并且保持兩端冰、水的溫度不變時(shí)，金屬棒兩端溫度始終不相同，雖然金屬棒內(nèi)部溫度分布處于一種從低到高逐漸升高穩(wěn)定狀態(tài)，但其內(nèi)部總存在著沿一定方向的能量交換，所以金屬棒所處的狀態(tài)不是平衡態(tài)。答案：否，因金屬棒各部分溫度不相同，存在能量交換．如圖所示，伽利略溫度計(jì)是利用玻璃管內(nèi)封閉的氣體作為測(cè)量物質(zhì)制成的，當(dāng)外界溫度越高時(shí)，細(xì)管內(nèi)的水柱越高嗎？三、溫度計(jì)與溫標(biāo)問(wèn)題設(shè)計(jì)答案

由熱脹冷縮可知，當(dāng)外界溫度越高時(shí)，氣體膨脹越厲害，則細(xì)管內(nèi)的水柱越低．1、溫標(biāo)：定量描述溫度的方法叫做溫標(biāo)

建立一種溫標(biāo)的三要素：①選擇測(cè)溫物質(zhì)（水銀/鉑/氣體/熱電偶）②確定測(cè)溫屬性（體積/電阻/壓強(qiáng)/電動(dòng)勢(shì)）③選定溫度零點(diǎn)和分度方法三、溫度計(jì)與溫標(biāo)2、幾種溫度計(jì)的測(cè)量原理(1)水銀溫度計(jì)是根據(jù)水銀

的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度的．(2)金屬電阻溫度計(jì)是根據(jù)金屬的電阻隨

的變化來(lái)測(cè)量溫度的．(3)氣體溫度計(jì)是根據(jù)氣體壓強(qiáng)與

的關(guān)系來(lái)測(cè)量溫度的．(4)熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生的

來(lái)測(cè)量溫度的．熱脹冷縮溫度溫度電動(dòng)勢(shì)大小三、溫度計(jì)與溫標(biāo)3、溫標(biāo)的種類：常見(jiàn)的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)．延伸思考“1K＝1℃”對(duì)嗎？答案

在表示溫度差時(shí)“1K＝1℃”是正確的，即ΔT＝Δt.但在表示溫度高低時(shí)卻不正確．【例1】下列說(shuō)法中正確的是(

)A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)

時(shí)各部分的參量不發(fā)生變化B．當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其內(nèi)部各部

分狀態(tài)參量將會(huì)相同C．只有處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D．兩物體發(fā)生熱傳遞時(shí)，它們組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)典例精析B解析

處于非平衡狀態(tài)的系統(tǒng)也有狀態(tài)參量，而且參量會(huì)發(fā)生變化．經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，系統(tǒng)若不受外界影響就會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)，各部分狀態(tài)參量將會(huì)相同，故B項(xiàng)正確，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；處于熱傳遞過(guò)程中的兩系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．【例2】關(guān)于熱平衡，下列說(shuō)法正確的是(

)A．系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的狀態(tài)B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，冰水混合物與0°C的水未達(dá)到熱平衡C．量體溫時(shí)溫度計(jì)需和身體