7.4温度和温标PPT课件

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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？
热平衡概念也适用于两个原来没有发
生过作用的系统（一般处于平衡态）． A
因此可以说，只要两个系统在接触时
不传热，我们就说这两个系统原来是处于 热平衡的．
A
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B
B
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平衡态和热平衡的区别
热平衡和与平衡态是两个不同的概念， 平衡态描述的是一个系统内部各部分之间的所有宏
观状态参量及宏观性质都相同；而热平衡指的是两个系 统接触后传热 及温度关系。
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。 -
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常见的参量与描述性质： ①几何性质 描述系统的大小、形状、体积等。
②力学性质 描述系统的压强、应力、表面张力等。
第七章《分子动理论》
7.4《温度和温标》
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教学目标
• （一）知识与技能 • 1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念。2．掌握热平
衡的概念及热平衡定律。3．掌握温度与温标的定义以及 热力学温度的表示。 • （二）过程与方法 • 通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。 • （三）情感、态度与价值观 • 体会生活中的热平衡现象，感应热力学温度的应用。 • 教学重点：热平衡的定义及热平衡定律的内容。 • 教学难点：有关热力学温度的计算。 • 教学方法：讲练法、举例法、阅读法 • 教学用具：投影仪、投影片
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一、平衡态与状态参量
1、系统：热学中把热学研究对象的整体，叫做一个热力 学系统，简称系统。是由大量无规则热运动分子组成。
明确：系统就是热学的研究对象，即就是由大量无规 则运动的分子组成的系统
2、外界：不属于系统内与系统发生相互作用的其他物体 称之为外界或环境。
注：系统与外界之间往往存在相互的作用．在物理学 研究中，对系统内部问题，往往采取“隔离”分析方 法，对系统与外界的相互作用问题，往往采取“整体” 分析的方法．
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二、热平衡与温度
5、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。
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3、状态参量 ： 描述系统状态的宏观物理量叫做
状态参量．
物理学中，需要研究系统的各种性质，包括几何性
质、力学性质、热学性质、电磁性质等等．
而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）
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引入：通过对物理的学习我们知道，探究和解决一个
物理问题的基本思路是：首先要选取研究对象，其次学 习描述相关运动现象的物理量及探究运动所遵循的物理 规律，而研究对象的选取方法有为确定单个物体之间相 互作用及关系而只选一个物体的隔离法和以物理规律相 同的多个物体系统为研究对象的整体法，已知的条件和 研究的问题不同，选取的研究对象不同。而且研究对象 一旦确定，物体之间的相互作用的性质（是内力还是外 力）也就唯一确定了。今天我们来学习以大量无规则运 动的分子为研究对象的热学的研究对象选取，描述热学 规律的状态参量及与力学类似的平衡状态及规律。
③热学性质 描述系统温度。 ④电磁性质 描述系统在电、磁场作用下的性
质，如电场强度，磁感应强度等。百度文库
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4、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。
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例1．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( BCD )
A．每个气体分子的运动速率 B．压强
C．体积
D．温度
解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观
量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气 体的宏观状态参量．气体的压强、体积、温度分 别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质 进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状 态参量．显然B、C、D选项正确．
处于平衡态时所有状态参量都保持稳定，对热平衡
来说只指温度参量相同，故系统处于热平衡时不一定处 于平衡态。
注：我们常以是一个系统还是两个系统来区分平衡 态还是热平衡，但要特注系统的选取是任意的 由人来
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。
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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。