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1、復習鞏固,1、分子間的作用力有什么特點?,2、分子間作用力與分子距離有什么樣的關系?,分子間同時存在著引力和斥力，都隨分子間距離r的增大而減小，隨r的減小而增大，但斥力比引力變化的快,7.4、溫度和溫標,閱讀課文,回答以下問題:,1、什么是系統(tǒng)和狀態(tài)參量?,溫度和溫標,2、什么是平衡態(tài)?,3、什么是熱平衡和熱平衡定律?,4、溫度和溫標是如何定義的?,5、如何確定溫標?,1、系統(tǒng)：物理學中，把所研究的對象稱為系統(tǒng),系統(tǒng)以外的周圍物體稱之為外界或環(huán)境，系統(tǒng)與外界之間往往存在相互的作用在物理學研究中，對系統(tǒng)內部問題，往往采取“隔離”分析方法，對系統(tǒng)與外界的相互作用問題，往往采取“整體”分析的方法,平
2、衡態(tài)和狀態(tài)參量,2、狀態(tài)參量 ： 描述物質系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量叫做狀態(tài)參量,物理學中，需要研究系統(tǒng)的各種性質，包括幾何性質、力學性質、熱學性質、電磁性質等等為了描述系統(tǒng)的狀態(tài)。需要用到一些物理量，例如：用體積描述它的幾何性質，用壓強描述力學性質用溫度描述熱學性質等等,平衡態(tài)和狀態(tài)參量,3、平衡態(tài)：系統(tǒng)所有宏觀性質不隨時間變化時狀態(tài)稱之為平衡態(tài),一個物理學系統(tǒng)，在沒有外界影響的情況下，只要經過足夠長的時間，系統(tǒng)內各部分的狀態(tài)參量會達到穩(wěn)定,熱學系統(tǒng)所處的平衡態(tài)往往是一種動態(tài)的平衡，這種動態(tài)平衡性質充分說明熱運動是物質運動的一種特殊形式。,平衡態(tài)和狀態(tài)參量,例1在熱學中，要描述一定氣體的宏觀狀態(tài)，
3、需要確定下列哪些物理量( ) A每個氣體分子的運動速率 B壓強 C體積 D溫度,解析：描述系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)，其參量是宏觀量，每個氣體分子的運動速率是微觀量，不是氣體的宏觀狀態(tài)參量氣體的壓強、體積、溫度分別是從力學、幾何、熱學三個角度對氣體的性質進行的宏觀描述，是確定氣體宏觀狀態(tài)的三個狀態(tài)參量顯然B、C、D選項正確,BCD,平衡態(tài)和狀態(tài)參量,1、熱平衡：兩個系統(tǒng)之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導熱性能很好的材料接觸，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會互相影響而分別改變最后，兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個系統(tǒng)已經具有了某個“共同性質”，此時我們說兩個系統(tǒng)達到了熱平衡,熱
4、平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的,熱平衡與溫度,2、熱平衡定律(又叫熱力學第零定律)： 如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，這個結論稱為熱平衡定律。,3、溫度 兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們具有一個“共同性質”。我們就把表征這一“共同性質”的物理量定義為溫度。,熱平衡與溫度,系統(tǒng)達到熱平衡的宏觀標志就是溫度相同，若溫度不同即系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，則系統(tǒng)一定存在著熱交換。,溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是“一切達到熱平
5、衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”這就是常用溫度計能夠用來測量溫度的基本原理,若溫度計跟物體A處于熱平衡，它同時也跟物體B處于熱平衡，根據熱平衡定律，A的溫度便與B的溫度相等.,熱平衡與溫度,例2、一金屬棒的一端與0冰接觸，另一端與100水接觸，并且保持兩端冰、水的溫度不變問當經過充分長時間后，金屬棒所處的狀態(tài)是否為熱平衡態(tài)?為什么?,解析：因金屬棒一端與0冰接觸，另一端與100水接觸，并且保持兩端冰、水的溫度不變時，金屬棒兩端溫度始終不相同，雖然金屬棒內部溫度分布處于一種從低到高逐漸升高穩(wěn)定狀態(tài)，但其內部總存在著沿一定方向的能量交換，所以金屬棒所處的狀態(tài)不是平衡態(tài),答案：否，因金屬棒各部分溫度不相同
6、，存在能量交換,熱平衡與溫度,1、溫標：定量描述溫度的方法叫做溫標,溫標的建立包含三個要素： 選擇溫度計中用于測量溫度的物質，即測溫物質； 對測溫物質的測溫屬性隨溫度變化規(guī)律的定量關系作出某種規(guī)定； 確定固定點即溫度的零點和分度方法,溫度計和溫標,2、熱力學溫度,(1)定義：熱力學溫標表示的溫度叫做熱力學溫度，它是國際單位制中七個基本物理量之一。,(2)符號: T，,(3)單位開爾文，簡稱開，符號為K,(4) 熱力學溫標與熱力學溫度T的關系： Tt+273.15 K,溫度計和溫標,(5)說明,攝氏溫標的單位“”是溫度的常用單位，但不是國際制單位，溫度的國際制單位是開爾文，符號為K在今后各種相關
7、熱力學計算中，一定要牢記將溫度單位轉換為熱力學溫度即開爾文；,由Tt+273.15 K可知，物體溫度變化l與變化l K的變化量是等同的，但物體所處狀態(tài)為l與l K是相隔甚遠的；,一般情況下， Tt+273 K,溫度計和溫標,例3實際應用中，常用到一種雙金屬溫度計它是利用銅片與鐵片鉚合在一起的雙金屬片的彎曲程度隨溫度變化的原理制成的，如圖741所示已知左圖中雙金屬片被加熱時，其彎曲程度會增大，則下列各種相關敘述中正確的有 ( ),雙金屬溫度計 圖741,A該溫度計的測溫物質是銅、鐵兩種熱膨脹系數不同的金屬 B雙金屬溫度計是利用測溫物質熱脹冷縮的性質來工作的 C由左圖可知，銅的熱膨脹系數大于鐵的熱
8、膨脹系數 D由右圖可知，其雙金屬征的內層一定為銅外層一定為鐵,ABC,隨堂練習,解析：雙金屬溫度計是利用熱膨脹系數不同的銅、鐵兩種金屬制成的雙金屬片其彎曲程度隨溫度變化的原理來工作的，A、B選項是正確的圖7 4一l左圖中加熱時，雙金屬片彎曲程度增大，即進一步向上彎曲，說明雙金屬片下層熱膨脹系數較大，即銅的熱膨脹系數較大，C選項正確圖741右圖中，溫度計示數是順時針方向增大，說明當溫度升高時溫度計指針順時針方向轉動，則其雙金屬片的彎曲程度在增大，故可以推知雙金屬片的內層一定是鐵，外層一定是銅，D選項是錯誤的,攝氏溫標是瑞典人攝爾修斯（A.Celsius，17011744）在1742年首先提出的一
9、種經驗溫標，過去曾被廣泛使用。攝氏溫標以水沸點（101?325Pa壓力下水和水蒸氣之間的平衡溫度）為100度和冰點（101?325Pa壓力下冰和被空氣飽和的水之間的平衡溫度）為0度作為溫標的兩個固定點。攝氏溫標采用玻璃汞溫度計作為內插儀器，假定溫度和汞柱的高度成正比，即把水沸點與冰點之間的汞柱的高度差等分為100格，1格對應于1度。,攝氏溫標,1954年第10屆國際計量大會（CGPM）決定采用水三相點一個固定點來定義溫度的單位，冰點已不再是溫標的定義固定點了。1967年第13屆國際計量大會決議定義：溫度單位開爾文是水三相點熱力學溫度的1/273.16。1988年第18屆國際計量大會及第77屆國
10、際計量委員會（CIPM）決議，自1990年始采用“1990年國際溫標（簡稱ITS-90）”。ITS-90定義的溫度單位更精確，更容易復現。我國自1994年始全面采用這一標準。,溫度的單位有了新的、更加精確和科學的定義以后，考慮到人們長期以來的使用習慣，仍然保留攝氏溫度這一名詞，但它有了新的意義。某一熱狀態(tài)的攝氏溫度，就是用它與一特定的熱狀態(tài)（比水三相點溫度低0.01?K的熱狀態(tài)，即0攝氏度）之間的溫度差所表示的溫度。這個溫度差要用開爾文溫度來表示。它的單位稱為攝氏度，符號為。因此，攝氏溫度是從開爾文溫度導出的，是以0攝氏度作為計算起點的溫度。攝氏溫度和開爾文溫度相差一個常數，彼此可以互相換算：
11、t/T/K273.15。由此，攝氏溫度有了新的定義。在數值上，它與過去人們習慣使用的攝氏溫標溫度很相近，但不相等，與攝氏溫標的原定義無關。,1714年,荷蘭華倫海特(GDFahrenheit)最初所制的水銀溫度計是在北愛爾蘭最冷的某個冬日，水銀柱降到最低的高度定為零度；把他妻子的體溫定為100度，然后再把這段區(qū)間的長度均分為100份，每一份叫1度。這就是最初的華氏溫標。顯然，認定氣溫和人的體溫作為測溫質的標準點并在此基礎上分度是不妥當的。健康人的體溫在一天之中經常波動，而且他妻子如果感冒發(fā)燒了怎么辦？,華氏溫標,后來，華倫海特改進了他創(chuàng)立的溫標，把冰、水、氯化銨和氯化鈉的混合物的熔點定為零度，以0F表示之，把冰的熔點定為32F，把水的沸點定為212F，在32212的間隔內均分180等分，這樣，參考點就有了較為準確的客觀依據。這就是現在仍在許多國家使用的華氏溫標，華氏溫標確定之后，就有了華氏溫度(指示數)。,華氏溫標在歐美使用非常普遍，攝氏溫標在亞洲使用較多，科學研究中多使用絕對溫標。,
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