4温度和温标
[学习目标] 1.知道什么是状态参量,知道平衡态和非平衡态的概念. 2. 理解热平衡定律及温度的意义,体会生活中的热平衡现象.(重点) 3.了解温度计的构造,会使用常见温度计测温度.(重点) 4.掌握热力学温度的定义,知道什么是温标,理解摄氏温度与热力学温度的区别与联系.(难点)
知识点一状态参量与平衡态
1.热力学系统:由大量分子组成的研究对象.
2.外界:系统之外与系统发生相互作用的其他物体.
3.状态参量:为确定系统的状态所需要的一些量,如:体积、压强、温度等.
4.平衡态:无外界影响、状态参量稳定的状态.
[思考]
一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃的恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不随时间变化,这种状态是否为平衡态?
【提示】 这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响.
[判断]
1.处于平衡状态的系统其温度、压强、体积等都不变化
(√)
2.系统的状态参量永远不会达到稳定.(×)
3.当系统处于平衡态时,系统所有的性质都不随时间变化.(√)
知识点二热平衡与温度
1.热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化.
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.
3.热平衡状态的特征:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.
[思考]
两个相互接触的物体经过一定的时间一定能够达到热平衡吗?
【提示】 不一定,如果一个物体的温度持续升高,两个物体之间总存在一个温度差,此时就不是热平衡状态.
[判断]
1.热平衡是一种动态平衡,系统内的分子仍在不停地做无规则运动.(√)
2.温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量.(√)
3.系统达到热平衡,其温度不一定相同.(×)
知识点三温度计与温标
1.常见温度计的测温原理
名称
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原理
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水银温度计
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根据水银热胀冷缩的性质来测量温度
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金属电阻温度计
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根据金属铂的电阻随温度的变化而变化来测量温度
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气体温度计
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根据气体压强随温度的变化而变化来测量温度
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热电偶温度计
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根据不同导体,因温差产生电动势的大小不同来测量温度
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2.温标:定量描述温度的方法
(1)摄氏温标:
一种表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为0_℃,水的沸点为100_℃.在0和100之间分成100等份,每一份就是1 ℃.
(2)热力学温标:
现代科学中常用的表示温度的方法,规定摄氏温度的-273.15 ℃为零值,它的一度等于摄氏温度的一度.
(3)摄氏温度与热力学温度:
摄氏温度:摄氏温标表示的温度,用符号t表示,单位摄氏度,符号表示为℃.
热力学温度:热力学温标表示的温度,用符号T表示,单位开尔文,符号表示为K.
换算关系:T=t+273.15_K.
[思考]
物体温度升高了1 ℃就是升高了273.15 K吗?
【提示】 不是.温度升高了1 ℃,也就是升高了1 K,即在表示温差时,ΔT=Δt数值上相等.
[判断]
1.摄氏温度和热力学温度都是从零开始的.(×)
2.0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K.(√)
3.热力学温标的零度是-273.15 ℃,也叫绝对零度.(√)