物理选修3-3-7.4-温度和温标-LI名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,第七章,分子动理论,高中物理选修,3,3,7.4,温度和温标,第1页,系统概念,在物理学中所,研究对象,，称为,系统,.,(,系统之外与系统发生相互作用其它物体统称为,外界,),B,A,一、状态参量与平衡态,第2页,1,、状态参量,几何性质：系统大小、形状、体积等,力学性质：系统压强、受力、表面张力,热学性质：系统温度,电磁性质：系统在电场、磁场作用下性质，如电场强度,磁感应强度等。,表示,系统某种性质物理量。,一、状态参量与平衡态,第3页,2,、气体状态参量,（,1,）,.,温度,（,2,）,.,体积,（,3,）,.,压强,-,热学性质,-,几何性质,-,力学性质,第4页,3,、平衡态,对于一个封闭系统，在经过足够长时间，系统各部分状态参量会到达稳定（不随时间改变）,我们说系统到达了平衡态。,第5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,平衡态和状态参量,第6页,1,、热平衡,假如两个系统相互接触而传热,它们状态参量将改变，但经过一段时间后，状态参量不再改变,到达了相同温度,我们就说两个系统到达了,热平衡,。（两个系统达是经过热传递热到达平衡）,甲,T,甲,乙,T,乙,只要两个系统在接触时它们状态不发生改变,就说这两个系统原来就处于热平衡,二、热平衡与温度,第7页,2,、热力学第零定律（热平衡定律）,假如两个系统分别与第三个系统到达热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡。,若系统,A,，,C,到达热平衡,若系统,B,，,C,到达热平衡,A,和,B,也是处于热平衡,第8页,F,e,H,2,O,第9页,1,、温度,一切到达热平衡系统都含有相同温度,甲,乙,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,力学平衡,P,相同,+,-,相同,静电平衡,两个系统到达热平衡时含有共同性质是温度相同,三、温度与温标,第10页,高中,10,0,C,50,0,C,温度：,两个系统到达热平衡时,温度相同,初中,温度,是描述物体冷热程度物理量,30,0,C,第11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,热平衡与温度,第12页,2,、温标,定量描述温度方法叫温标。,建立一个温标三要素：,选择测温物质（水银,/,铂,/,气体,/,热电偶）,确定测温属性（体积,/,电阻,/,压强,/,电动势）,选定温度零点和分度方法,温标种类：,摄氏温标,(,摄氏度,t,单位：,0,C),标准大气压下冰熔点为零度,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,）,七个基本物理量之一,T=273.15+t (K),T=,t,第13页,华氏温标：,华氏温标温度,t,F,与,t,之间关系：,t,F,32+9/5t,单位：,F,华氏温标在欧美使用非常普遍，摄氏温标在亚洲使用较多,，,科学研究中多使用绝对温标。,第14页,体积与温度成线性改变,第15页,第16页,第17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,741,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,随堂练习,第18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，即深入向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜热膨胀系数较大，,C,选项正确图,741,右图中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片弯曲程度在增大，故能够推知双金属片内层一定是铁，外层一定是铜，,D,选项是错误,第19页,摄氏温标,是瑞典人摄尔修斯（,A.Celsius,，,17011744,）在,1742,年首先提出一个经验温标，过去曾被广泛使用。摄氏温标以水沸点（,101?325Pa,压力下水和水蒸气之间平衡温度）为,100,度和冰点（,101?325Pa,压力下冰和被空气饱和水之间平衡温度）为,0,度作为温标两个固定点。摄氏温标采取玻璃汞温度计作为内插仪器，假定温度和汞柱高度成正比，即把水沸点与冰点之间汞柱高度差等分为,100,格，,1,格对应于,1,度。,摄氏温标,第20页,1954,年第,10,届国际计量大会（,CGPM,）决定采取水三相点一个固定点来定义温度单位，冰点已不再是温标定义固定点了。,1967,年第,13,届国际计量大会决议定义：温度单位开尔文是水三相点热力学温度,1/273.16,。,1988,年第,18,届国际计量大会及第,77,届国际计量委员会（,CIPM,）决议，自,1990,年始采取“,1990,年国际温标（简称,ITS-90,）”。,ITS-90,定义温度单位更准确，更轻易复现。我国自,1994,年始全方面采取这一标准。,国际温标,第21页,温度单位有了新、愈加准确和科学定义以后，考虑到人们长久以来使用习惯，依然保留摄氏温度这一名词，但它有了新意义。某一热状态摄氏温度，就是用它与一特定热状态（比水三相点温度低,0.01?K,热状态，即,0,摄氏度）之间温度差所表示温度。这个温度差要用开尔文温度来表示。它单位称为摄氏度，符号为。所以，摄氏温度是从开尔文温度导出，是以,0,摄氏度作为计算起点温度。摄氏温度和开尔文温度相差一个常数，彼此能够相互换算：,t/,T/K,273.15,。由此，摄氏温度有了新定义。在数值上，它与过去人们习惯使用摄氏温标温度很相近，但不相等，与摄氏温标原定义无关。,第22页,1714,年,荷兰,华伦海特,(GDFahrenheit),最初所制水银温度计是在北爱尔兰最冷某个冬日，水银柱降到最低高度定为零度；把他妻子体温定为,100,度，然后再把这段区间长度均分为,100,份，每一份叫,1,度。这就是最初华氏温标。显然，认定气温和人体温作为测温质标准点并在此基础上分度是不妥当。健康人体温在一天之中经常波动，而且他妻子假如感冒发烧了怎么办？,华氏温标,第23页,以后，华伦海特改进了他创建温标，把冰、水、氯化铵和氯化钠混合物熔点定为零度，以,0F,表示之，把冰熔点定为,32F,，把水,沸点,定为,212F,，在,32212,间隔内均分,180,等分，这么，参考点就有了较为准确客观依据。这就是现在仍在许多国家使用,华氏温标,，华氏温标确定之后，就有了华氏温度,(,指示数,),。,第24页,