2018-2019版物理新导学笔记选修3-3第七章4

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1、4温度和温标[学习目标]1.知道平衡态及系统的状态参量.2.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的原理,知道热力学温度与摄氏温度的换算关系.一、状态参量与平衡态[导学探究](1)在力学中,为了确定物体运动的状态,我们使用了物体的位移和速度这两个物理量.在热学中如果我们要研究一箱气体的状态,需要哪些物理量呢?(2)如果系统与外界没有能量交换,该系统就达到平衡态了吗?答案(1)体积、压强和温度.(2)不是.[知识梳理]1.热力学系统:由大量分子组成的一个研究对象.2.热力学系统的状态

2、参量(1)体积V:系统的几何参量,它可以确定系统的空间范围.(2)压强p:系统的力学参量,它可以描述系统的力学性质.(3)温度T:系统的热学参量,它可以确定系统的冷热程度.3.对平衡态的理解(1)在没有外界影响的情况下,系统内的各部分的状态参量达到稳定,即达到平衡态.(2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.二、热平衡与温度[导学探究](1)用手心握住体温计玻璃泡,观察到体温计的示数逐渐上升.当上升到36℃左右时,为什么不再上升?(2)当把它立即放入40℃的水中时,你又看到什么现

3、象?为什么?答案(1)因为体温计与人体温度相同,即达到了热平衡.(2)体温计的示数继续上升,因为体温计玻璃泡的温度与水的温度不相同,没有达到热平衡.[知识梳理]1.热平衡:两个系统相互接触而传热,它们的状态参量将改变.但是经过一段时间以后,状态参量就不再变化了,这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡,这种平衡叫做热平衡.2.热平衡定律: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,这个结论称为热平衡定律.3.热平衡与温度(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度.(2)

4、温度计的测温原理若物体与A处于热平衡,它同时也与B处于热平衡,则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理.三、温度计与温标[导学探究](1)如图1所示,伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的,当外界温度越高时,细管内的水柱越高吗?图1(2)如果气体的温度是1℃,也可以说气体的温度是多少K?如果气体的温度升高了1℃,也可以说气体的温度升高了多少K?答案(1)不是.由热胀冷缩可知,当外界温度越高时,气体膨胀越厉害,细管内的水柱越低.(2)274.15K1K[知识梳理]1.确定一

5、个温标的方法(1)选择某种具有测温属性的物质.(2)了解测温物质随温度变化的函数关系.(3)确定温度的零点和分度的方法.2.热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标:一种常用的表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为0℃,水的沸点为100℃,在0℃和100℃之间均匀分成100等份,每份算做1℃.(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫绝对温标.热力学温标表示的温度叫热力学温度.用符号T表示,单位是开尔文,符号为K.(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T=t+273.15K.(4)注意

6、:热力学温标表示的温度和摄氏温标表示的温度,虽然起点不同,但表示温度的温度差是相同的,即ΔT=Δt.一、平衡态与热平衡例1下列说法正确的是()A.只有处于平衡态的系统才有状态参量B.状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统状态变化时,其各个状态参量都会改变C.两物体发生热传递时,它们组成的系统处于非平衡态D.0℃的冰水混合物放入1℃的环境中,冰水混合物处于平衡态答案C解析状态参量是描述系统状态的物理量,与系统是否处于平衡态无关,且系统状态变化时,不一定各个状态参量都改变,A、B错误;处于热传递过程中的两系

7、统处于非平衡态,C正确;0℃的冰水混合物放入1℃的环境中,周围环境会向冰水混合物传热,不是平衡态,D错误.两步法判断热力学系统是否处于平衡态1.判断热力学系统是否受到外界的影响.2.判断系统的状态参量(压强、体积和温度)是否发生变化.如果系统不受外界的影响,且状态参量不发生变化,系统就处于平衡态,否则就是非平衡态.例2(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体,将甲和乙接触很长一段时间后分开,再将乙和丙接触很长一段时间后分开,假设只有在它们相互接触时有热传递,不接触时与外界没有热传递,则()A.甲、乙、丙三个

8、物体都达到了平衡态B.只有乙、丙达到了平衡态,甲没有达到平衡态C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡D.乙、丙两物体达到了热平衡答案AD解析乙和丙分开后,甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递,所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态,A正确,B错误;甲和乙接触很长一段时间后分开,甲和乙达到了热平衡,但乙和丙接触很长一段时间后,乙的温度又发生了变化,甲和乙的热平衡被破坏,乙和丙两物体达到了热平衡,C错误,D正确.判断系统达到热平衡的两个方

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