温度和温标ppt课件

,第七章 分子动理论,第4节 温度和温标,1,带着下面问题仔细阅读课文包括插图、扉页角批及课后习题，思考后回答问题,1.热学的研究对象是什么？ 2.什么是热学中的外界？ 3.描述热学系统状态的宏观状态参量常见的有那几个？各自的作用即分别描述状态的那一个特征？ 4.一个系统处于什么状态是热学中的平衡态？判断一个系统是否处于平衡态的标志是什么？定义热学中系统的平衡态的有何意义？ 5.热学中的一个系统的平衡态是不是就是指任意一种稳定状态？与力学中的平衡态是否相同？它的特点是什么？ 6.什么是热平衡？热平衡是不是就是热学中的平衡态？判断两个系统是否达到热平衡的标志是什么？ 7.热平衡定律的内容是什么？它的主要作用是什么？ 8.什么是温标？建立温标常包含那几个要素？了解建立温标包含的要素有什么作用？,2,1、状态参量,几何性质：系统的大小、形状、体积等 力学性质：系统的压强、受力、表面张力 热学性质：系统温度 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,3,2、气体的状态参量,在热学中为了描述和确定系统的状态，常用到状态参量有：,一是：几何参量体积V，描述系统的几何性质，作用是确定系统占据的空间范围。（注：凡题目给出的长度、面积等几何参量就是为求压强或等效代替压强） 二是：力学参量压强p，描述系统的力学性质，作用是确定外界与系统之间或者系统内部各部分之间的力的作用。（因由压强可以求压力，求受力问题实质就是求压强） 三是：热学参量温度T，描述系统的热学性质，作用是确定系统的冷热程度。,4,3、平衡态,平衡态：在没有外界影响的情况下，一个系统内部各部分的所有宏观状态参量不再随时间发生变化时的稳定状态称之为平衡态,定义条件：系统不受外界影响（系统与外界无能量交换）；所以不能说稳定状态就是平衡态，关键要看系统是否与外界无能量交换即没有外界影响下的稳定状态。 平衡态判断标志：描述系统状态的温度、压强等所有状态参量及宏观性质不随时间变化； 确定平衡态的意义：因系统处于平衡态时，系统内所有性质不随时间变化，比较容易描述这些性质。,5,平衡态的特点： （1）热学系统所处的平衡态是一种动态平衡，即微观动态宏观平衡的状态。组成系统的分子仍在不停的做无规则运动，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不随时间变化，这种动态平衡的特点充分说明热运动是物质运动的一种特殊形式。 （2）平衡态是一种理想情况，因为完全不受外界影响是不可能的，系统平衡后由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。,6,二、热平衡与温度,1、热平衡,相互接触的两个系统通过传热等相互作用，经过一段时间后，两个系统的状态参量不再变化时，我们就说这两个系统对于传热来说达到了热平衡。,说明：热平衡是热学中的一类平衡，犹如力学中共点力平衡是力学的一类一样，它是相对于传热而言的，两个系统达到热平衡的实质就是两系统不再进行热传递，不传热的充分条件是温度相同，因此两系统达到热平衡时两个系统不再变化的状态参量是温度参量。,7,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,2、热平衡定律,热平衡定律(又叫热力学第零定律)的作用是：给出了温度的宏观定义；为温度的测量提供的理论依据，是温度计测量物体温度的原理。,8,热学中常见的平衡,1.热学中的热平衡,2.热学中力学平衡,类比力学中的平衡常见的有共点力平衡和力矩平衡，共点力平衡的条件及标志是合力为零，而力矩平衡的条件是力矩相等，再如电学中的静电平衡，其平衡条件是电势不变或相等，由此可见不同的平衡，其平衡条件不同,热平衡温度相同,热平衡条件温度相同,热学中力学平衡压强相等,力学平衡条件压强相等,9,力学平衡,具有一种相同的力学性质,压强,静电平衡,具有一种相同的电学性质,电势,热平衡,具有一种相同的热学性质,温度,常见的平衡及平衡标志,10,一切达到热平衡的系统都具有相同的温度,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,两个系统达到热平衡时具有的共同性质是温度相同,三、温度与温标,1、温度,高中,11,定量描述温度的方法叫温标。,温标种类： 摄氏温标(摄氏度t, 单位：0C) 标准大气压下冰的熔点为零度,沸水为100度,期间分为100等份 热力学温标(热力学温度T,单位：开尔文K） T=t+273.15(K) 注：T=t 华氏温标 华氏温标的温度tF与t之间的关系： tF32+9t/5 单位：F,2、温标,华氏温标在欧美使用非常普遍，摄氏温标在亚洲使用较多，科学研究中多使用热力学温标（绝对温标）。,12,【例1】 (多选)下列说法中正确的是( ) A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量 B.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么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原理,BCD,13,B,14,1.(多选)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,BCD,2.两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是( ) A它们的能量相同 B它们的比热相同 C它们的热量相同 D它们的温度相同,D,15,3.(多选)下列关于热力学温度的说法中，正确的是 ( ) A热力学温度的零点是273.15 B-1360C比136K温度高 C0oC等于273.15K D1就是1K E升高1oC就是升高274K,ABC,4.在25左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（ ） A温度计示数上升 B温度计示数下降 C温度计示数不变 D示数先下降后上升,D,16,