高中物理7.4温度和温标

7.4温度和温标第1页预习第四、五两节，处理下面问题：1、系统；状态参量；平衡态；2、热平衡；热平衡定律；温度；热力学温度3、分子动能；分子平均动能；温度4、分子势能；决定分子势能原因5、物体内能；内能决定原因第2页

杯子中盛有正在熔化0℃冰水混合物，若将其移至0℃房间，冰和水质量各怎样改变?说说其中道理．

思索：初中阶段学习热传递方向是怎样?若两个接触物体间没有发生热传递．这两个物体一定含有怎样共性?第3页第四节温度和温标一、平衡态与状态参量1、系统：物理学中，把所研究对象称为系统．

系统以外周围物体称之为外界或环境，系统与外界之间往往存在相互作用．在物理学研究中，对系统内部问题，往往采取“隔离”分析方法，对系统与外界相互作用问题，往往采取“整体”分析方法．第4页2、状态参量：描述物质系统状态宏观物理量叫做状态参量．物理学中，需要研究系统各种性质，包含几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等．为了描述系统状态。需要用到一些物理量，比如：用体积描述它几何性质，用压强描述力学性质．用温度描述热学性质等等第5页3、平衡态：系统全部宏观性质不随时间改变时状态称之为平衡态．一个物理学系统，在没有外界影响情况下，只要经过足够长时间，系统内各部分状态参量会到达稳定．热学系统所处平衡态往往是一个动态平衡，这种动态平衡性质充分说明热运动是物质运动一个特殊形式。第6页

例1．在热学中，要描述一定气体宏观状态，需要确定以下哪些物理量()A．每个气体分子运动速率B．压强C．体积D．温度解析：描述系统宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子运动速率是微观量，不是气体宏观状态参量．气体压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体性质进行宏观描述，是确定气体宏观状态三个状态参量．显然B、C、D选项正确．

BCD第7页二、热平衡与温度

1、热平衡：两个系统之间没有隔热材料，它们相互接触，或者经过导热性能很好材料接触，这两个系统状态参量将会相互影响而分别改变．最终，两个系统状态参量不再改变，说明两个系统已经含有了某个“共同性质”，此时我们说两个系统到达了热平衡．热平衡概念也适合用于两个原来没有发生过作用系统．所以能够说，只要两个系统在接触时它们状态不发生改变，我们就说这两个系统原来是处于热平衡．第8页2、热平衡定律(又叫热力学第零定律)：假如两个系统分别与第三个系统到达热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。3、温度两个系统处于热平衡时，它们含有一个“共同性质”。我们就把表征这一“共同性质”物理量定义为温度。第9页系统到达热平衡宏观标志就是温度相同，若温度不一样即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。温度是决定一个系统与另一个系统是否到达热平衡状态物理量，它特征就是“一切到达热平衡系统都含有相同温度”这就是惯用温度计能够用来测量温度基本原理．若温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物体B处于热平衡，依据热平衡定律，A温度便与B温度相等.第10页例2、一金属棒一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，而且保持两端冰、水温度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处状态是否为热平衡态?为何?解析：因金属棒一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，而且保持两端冰、水温度不变时，金属棒两端温度一直不相同，即使金属棒内部温度分布处于一个从低到高逐步升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向能量交换，所以金属棒所处状态不是平衡态．

答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换．第11页三、温度计与温标

1、温标：定量描述温度方法叫做温标

温标建立包含三个要素：①选择温度计中用于测量温度物质，即测温物质；②对测温物质测温属性随温度改变规律定量关系作出某种要求；③确定固定点即温度零点和分度方法．第12页2、热力学温度．(1)定义：热力学温标表示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。(2)符号:

T，(3)单位开尔文，简称开，符号为K．

(4)热力学温标与热力学温度T关系：

T＝t+273.15K

第13页(5)说明①摄氏温标单位“℃”是温度惯用单位，但不是国际制单位，温度国际制单位是开尔文，符号为K．在今后各种相关热力学计算中，一定要切记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；②由T＝t+273.15K可知，物体温度改变l℃与改变lK改变量是等同，但物体所处状态为l℃与lK是相隔甚远；③普通情况下，

T＝t+273K第14页

例3实际应用中，惯用到一个双金属温度计．它是利用铜片与铁片铆合在一起双金属片弯曲程度随温度改变原理制成，如图7—4—1所表示．已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则以下各种相关叙述中正确有()双金属温度计图7－4－1

A．该温度计测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不一样金属B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩性质来工作C．由左图可知，铜热膨胀系数大于铁热膨胀系数D．由右图可知，其双金属征内层一定为铜．外层一定为铁ABC第15页解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不一样铜、铁两种金属制成双金属片其弯曲程度随温度改变原理来工作，A、B选项是正确．图7－4一l左图中．加热时，双金属片弯曲程度增大，即深