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高中物理-温度和温标


度 解析:因金属棒一端与0℃冰接触,另一端与
100℃水接触,并且保持两端冰、水的温度不变
时,金属棒两端温度始终不相同,虽然金属棒内
部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态,
但其内部总存在着沿一定方向的能量交换,所以
金属棒所处的状态不是平衡态.
答案:否,因金属棒各部分温度不相同,存 在能量交换.
2、温标 定量描述温度的方法叫温标。
T甲
T乙
两个系统原来就处于热平衡
2、热力学第零定律(热平衡定律)
若系统A,C达到热平衡 若系统B,C达到热平衡 A和B也是处于热平衡
如果两个系统分别与第三个系统达 到热平衡,那么这两个系统也必定处于 热平衡。
三、温度与温标
1、温度
两个系统达到热平衡时具有的共同 性质是温度相同
温度是决定一个系统与另一个系统 是否达到热平衡状态的物理量
态的三个状态参量.显然B、C、D选项正确.
二、热平衡与温度
1、热平衡
如果两个系统相互接触而传热,它们的状态 参量将改变,但经过一段时间后,状态参量不 再变化,达到了相同的温度,我们就说两个系统达 到了热平衡。(两个系统是通过热传递热达到 的平衡)
只要两个系统在接触时它们


的状态不发生变化,就说这
叙述中正确的有 ( ABC )
双金属温度计 图7-4-1
A.该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属 B.双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的 C.由左图可知,铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D.由右图可知,其双金属征的内层一定为铜.外层一定为铁
解析:双金属温度计是利用热膨胀系数不同的 铜、铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度随温 度变化的原理来工作的,A、B选项是正确 的.图7- 4一l左图中.加热时,双金属片弯曲 程度增大,即进一步向上弯曲,说明双金属片下 层热膨胀系数较大,即铜的热膨胀系数较大,C 选项正确.图7—4—1右图中,温度计示数是顺 时针方向增大,说明当温度升高时温度计指针顺 时针方向转动,则其双金属片的弯曲程度在增大, 故可以推知双金属片的内层一定是铁,外层一定 是铜,D选项是错误的.
华氏温标
1714年,荷兰华伦海特(G·D·Fahrenheit)最初 所制的水银温度计是在北爱尔兰最冷的某个冬日, 水银柱降到最低的高度定为零度;把他妻子的体 温定为100度,然后再把这段区间的长度均分为 100份,每一份叫1度。这就是最初的华氏温标。 显然,认定气温和人的体温作为测温质的标准点 并在此基础上分度是不妥当的。健康人的体温在 一天之中经常波动,而且他妻子如果感冒发烧了 怎么办?
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

参 量
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
③华氏温标:
华氏温标的温度tF与t之间的关系:
tF=32+9/5t
单位: °F
华氏温标在欧美使用非常普遍,摄氏 温标在亚洲使用较多,科学研究中多使用 绝对温标。
体积与温度成线性变化
随 例3实际应用中,常用到一种双金属温度计.它是利 堂 用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度 练 变化的原理制成的,如图7—4—1所示.已知左图中双 习 金属片被加热时,其弯曲程度会增大,则下列各种相关
一、状态参量与平衡态
系统的概念
在物理学中所研究的对象,称为系 统.(系统之外与系统发生相互作用的其 他物体统称为外界)
A
B
一、状态参量与平衡态
1、状态参量 表示系统某种性质的物理量。
①几何性质:系统的大小、形状、体积等 ②力学性质:系统的压强、受力、表面张力 ③热学性质:系统温度 ④电磁性质:系统在电场、磁场作用下的性
摄氏温标
摄氏温标是瑞典人摄尔修斯(A.Celsius, 1701—1744)在1742年首先提出的一种经验温标, 过去曾被广泛使用。摄氏温标以水沸点 (101?325Pa压力下水和水蒸气之间的平衡温度) 为100度和冰点(101?325Pa压力下冰和被空气饱 和的水之间的平衡温度)为0度作为温标的两个 固定点。摄氏温标采用玻璃汞温度计作为内插仪 器,假定温度和汞柱的高度成正比,即把水沸点 与冰点之间的汞柱的高度差等分为100格,1格对 应于1度。
质,如电场强度,磁感应强度等。
2、气体的状态参量
(1).温度 (2).体积 (3).压强
------热学性质 ------几何性质 ------力学性质
3、平衡态
对于一个封闭系统,在经过足够 长的时间,系统各部分的状态参量会 达到稳定(不随时间变化),我们说系 统达到了平衡态 。
平 衡 态 和 状
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
力学平衡


P相同
静电平衡
+
-
φ相同
高中 初中
温度:两个系统达到热平衡时,温 度相同
温度是描述物体冷热程度的物理量
100C
300C
500C

例2、一金属棒的一端与0℃冰接触,另一
平衡与温端不态与变是1.否0问为0℃当热水经平接过衡触充 态,分?为并长什且时么保间?持后两,端金冰属、棒水所的处温的度状
谢大家
后来,华伦海特改进了他创立的温标,把冰、水、 氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零度,以 0°F表示之,把冰的熔点定为32°F,把水的沸 点定为212°F,在32→212的间隔内均分180等分, 这样,参考点就有了较为准确的客观依据。这就 是现在仍在许多国家使用的华氏温标,华氏温标 确定之后,就有了华氏温度(指示数)。
建立一种温标的三要素: ①选择测温物质(水银/铂/气体/热电偶) ②确定测温属性(体积/电阻/压强/电动势) ③选定温度零点和分度方法
温标种类: ①摄氏温标(摄氏度t , 单位:0C) 标准大气压下 冰的熔点为零度,沸水为100度,期间分为100等份 ②热力学温标(热力学温度T,单位:开尔文 K)
七个基本物理量之一 T=273.15+t (K) ΔT=Δt
国际温标
1954年第10届国际计量大会(CGPM)决定采用水 三相点一个固定点来定义温度的单位,冰点已不 再是温标的定义固定点了。1967年第13届国际计 量大会决议定义:温度单位开尔文是水三相点热 力学温度的1/273.16。1988年第18届国际计量大 会及第77届国际计量委员会(CIPM)决议,自 1990年始采用“1990年国际温标(简称ITS90)”。ITS-90定义的温度单位更精确,更容易 复现。我国自1994年始全面采用这一标准。
温度的单位有了新的、更加精确和科学的定义以 后,考虑到人们长期以来的使用习惯,仍然保留 摄氏温度这一名词,但它有了新的意义。某一热 状态的摄氏温度,就是用它与一特定的热状态 (比水三相点温度低0.01?K的热状态,即0摄氏度) 之间的温度差所表示的温度。这个温度差要用开 尔文温度来表示。它的单位称为摄氏度,符号为 ℃。因此,摄氏温度是从开尔文温度导出的,是 以0摄氏度作为计算起点的温度。摄氏温度和开尔 文温度相差一个常数,彼此可以互相换算:t/℃ =T/K-273.15。由此,摄氏温度有了新的定义。 在数值上,它与过去人们习惯使用的摄氏温标温 度很相近,但不相等,与摄氏温标的原定义无关。
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