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7.4温度和温标[优质ppt]
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。
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。
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。
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。
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.
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。
7.4《温度和温标》
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
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
B B
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。
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.
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。
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.
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。
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 决定,例如把两个物体选作两个系统达到温度相同时就 说这两个物体达到热平衡,若把这两个物体选作一个研 究系统,若体积、压强、温度都相同则就可以说这两个 物体组成的系统处于平衡态。
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?
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ห้องสมุดไป่ตู้
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) 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。