溫度和溫標(biāo)課件2人教課標(biāo)版

7.4溫度和溫標(biāo)7.4溫度和溫標(biāo)系統(tǒng)的概念

在物理學(xué)中所研究的對象，稱為系統(tǒng).(系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱為外界)BA一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)系統(tǒng)的概念在物理學(xué)中所研究的對象，稱為系1、狀態(tài)參量①幾何性質(zhì)：系統(tǒng)的大小、形狀、體積等②力學(xué)性質(zhì)：系統(tǒng)的壓強(qiáng)、受力、表面張力③熱學(xué)性質(zhì)：系統(tǒng)溫度④電磁性質(zhì)：系統(tǒng)在電場、磁場作用下的性質(zhì)，如電場強(qiáng)度,磁感應(yīng)強(qiáng)度等。表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量。一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1、狀態(tài)參量①幾何性質(zhì)：系統(tǒng)的大小、形狀、體積等表示系統(tǒng)某種2、氣體的狀態(tài)參量（1）.溫度（2）.體積（3）.壓強(qiáng)------熱學(xué)性質(zhì)------幾何性質(zhì)------力學(xué)性質(zhì)2、氣體的狀態(tài)參量（1）.溫度------熱學(xué)性質(zhì)3、平衡態(tài)對于一個封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過足夠長的時(shí)間，系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量會達(dá)到穩(wěn)定（不隨時(shí)間變化）,我們說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)。3、平衡態(tài)對于一個封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過足夠長

例1．在熱學(xué)中，要描述一定氣體的宏觀狀態(tài)，需要確定下列哪些物理量(

)A．每個氣體分子的運(yùn)動速率B．壓強(qiáng)

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(yùn)動速率是微觀量，不是氣體的宏觀狀態(tài)參量．氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度分別是從力學(xué)、幾何、熱學(xué)三個角度對氣體的性質(zhì)進(jìn)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(xiàng)正確．

BCD平衡態(tài)和狀態(tài)參量例1．在熱學(xué)中，要描述一定氣體的宏觀狀態(tài)，需要確定1、熱平衡

如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱,它們的狀態(tài)參量將改變，但經(jīng)過一段時(shí)間后，狀態(tài)參量不再變化,達(dá)到了相同的溫度,我們就說兩個系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。（兩個系統(tǒng)是通過熱傳遞熱達(dá)到的平衡）甲T甲乙T乙只要兩個系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,就說這兩個系統(tǒng)原來就處于熱平衡二、熱平衡與溫度1、熱平衡如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱,它們的狀態(tài)2、熱力學(xué)第零定律（熱平衡定律）如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡。若系統(tǒng)A，C達(dá)到熱平衡若系統(tǒng)B，C達(dá)到熱平衡A和B也是處于熱平衡2、熱力學(xué)第零定律（熱平衡定律）如果兩個FeH2OFeH2O1、溫度

一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度甲乙溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量力學(xué)平衡P相同+-φ相同靜電平衡兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)具有的共同性質(zhì)是溫度相同三、溫度與溫標(biāo)1、溫度一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度甲乙高中100C500C溫度：兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí),溫度相同初中溫度是描述物體冷熱程度的物理量300C高中100C500C溫度：兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí),溫度相同初中

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(dāng)經(jīng)過充分長時(shí)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(shí)，金屬棒兩端溫度始終不相同，雖然金屬棒內(nèi)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(nèi)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，存在能量交換．熱平衡與溫度例2、一金屬棒的一端與0℃冰接觸，另一端與2、溫標(biāo)定量描述溫度的方法叫溫標(biāo)。建立一種溫標(biāo)的三要素：①選擇測溫物質(zhì)（水銀/鉑/氣體/熱電偶）②確定測溫屬性（體積/電阻/壓強(qiáng)/電動勢）③選定溫度零點(diǎn)和分度方法溫標(biāo)種類：①攝氏溫標(biāo)(攝氏度t,單位：0C)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為零度,沸水為100度,期間分為100等份②熱力學(xué)溫標(biāo)(熱力學(xué)溫度T,單位：開爾文K）七個基本物理量之一

T=273.15+t(K)ΔT=Δt2、溫標(biāo)定量描述溫度的方法叫溫標(biāo)。建立一種溫標(biāo)的三要素：溫

③華氏溫標(biāo)：華氏溫標(biāo)的溫度tF與t之間的關(guān)系：

tF＝32+9/5t單位：°F

華氏溫標(biāo)在歐美使用非常普遍，攝氏溫標(biāo)在亞洲使用較多，科學(xué)研究中多使用絕對溫標(biāo)。③華氏溫標(biāo)：華氏溫標(biāo)在歐美使用非常普遍，攝氏體積與溫度成線性變化體積與溫度成線性變化溫度和溫標(biāo)課件2人教課標(biāo)版溫度和溫標(biāo)課件2人教課標(biāo)版

例3實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)．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7—4—1所示．已知左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的有

(

)雙金屬溫度計(jì)圖7－4－1

A．該溫度計(jì)的測溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬B．雙金屬溫度計(jì)是利用測溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來工作的C．由左圖可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)D．由右圖可知，其雙金屬征的內(nèi)層一定為銅．外層一定為鐵ABC隨堂練習(xí)例3實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)．它是利用銅片與鐵

解析：雙金屬溫度計(jì)是利用熱膨脹系數(shù)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(xiàng)是正確的．圖7－4一l左圖中．加熱時(shí)，雙金屬片彎曲程度增大，即進(jìn)一步向上彎曲，說明雙金屬片下層熱膨脹系數(shù)較大，即銅的熱膨脹系數(shù)較大，C選項(xiàng)正確．圖7—4—1右圖中，溫度計(jì)示數(shù)是順時(shí)針方向增大，說明當(dāng)溫度升高時(shí)溫度計(jì)指針順時(shí)針方向轉(zhuǎn)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(nèi)層一定是鐵，外層一定是銅，D選項(xiàng)是錯誤的．解析：雙金屬溫度計(jì)是利用熱膨脹系數(shù)不同的銅、鐵兩種金屬制成攝氏溫標(biāo)是瑞典人攝爾修斯（A.Celsius，1701—1744）在1742年首先提出的一種經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)，過去曾被廣泛使用。攝氏溫標(biāo)以水沸點(diǎn)（101?325Pa壓力下水和水蒸氣之間的平衡溫度）為100度和冰點(diǎn)（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(biāo)的兩個固定點(diǎn)。攝氏溫標(biāo)采用玻璃汞溫度計(jì)作為內(nèi)插儀器，假定溫度和汞柱的高度成正比，即把水沸點(diǎn)與冰點(diǎn)之間的汞柱的高度差等分為100格，1格對應(yīng)于1度。攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)是瑞典人攝爾修斯（A.Celsius，1701—171954年第10屆國際計(jì)量大會（CGPM）決定采用水三相點(diǎn)一個固定點(diǎn)來定義溫度的單位，冰點(diǎn)已不再是溫標(biāo)的定義固定點(diǎn)了。1967年第13屆國際計(jì)量大會決議定義：溫度單位開爾文是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。1988年第18屆國際計(jì)量大會及第77屆國際計(jì)量委員會（CIPM）決議，自1990年始采用“1990年國際溫標(biāo)（簡稱ITS-90）”。ITS-90定義的溫度單位更精確，更容易復(fù)現(xiàn)。我國自1994年始全面采用這一標(biāo)準(zhǔn)。國際溫標(biāo)1954年第10屆國際計(jì)量大會（CGPM）決定采用水三相點(diǎn)一溫度的單位有了新的、更加精確和科學(xué)的定義以后，考慮到人們長期以來的使用習(xí)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(diǎn)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(dǎo)出的，是以0攝氏度作為計(jì)算起點(diǎn)的溫度。攝氏溫度和開爾文溫度相差一個常數(shù)，彼此可以互相換算：t/℃＝T/K－273.15。由此，攝氏溫度有了新的定義。在數(shù)值上，它與過去人們習(xí)慣使用的攝氏溫標(biāo)溫度很相近，但不相等，與攝氏溫標(biāo)的原定義無關(guān)。溫度的單位有了新的、更加精確和科學(xué)的定義以后，考慮到人們長期1714年,荷蘭華倫海特(G·D·Fahrenheit)最初所制的水銀溫度計(jì)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(biāo)。顯然，認(rèn)定氣溫和人的體溫作為測溫質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)并在此基礎(chǔ)上分度是不妥當(dāng)?shù)摹＝】等说捏w溫在一天之中經(jīng)常波動，而且他妻子如果感冒發(fā)燒了怎么辦？華氏溫標(biāo)1714年,荷蘭華倫海特(G·D·Fahrenheit)最初后來，華倫海特改進(jìn)了他創(chuàng)立的溫標(biāo)，把冰、水、氯化銨和氯化鈉的混合物的熔點(diǎn)定為零度，以0°F表示之，把冰的熔點(diǎn)定為32°F，把水的沸點(diǎn)定為212°F，在32→212的間隔內(nèi)均分180等分，這樣，參考點(diǎn)就有了較為準(zhǔn)確的客觀依據(jù)。這就是現(xiàn)在仍在許多國家使用的華氏溫標(biāo)，華氏溫標(biāo)確定之后，就有了華氏溫度(指示數(shù))。后來，華倫海特改進(jìn)了他創(chuàng)立的溫標(biāo)，把冰、水、氯化銨和氯化鈉的

謝謝大家謝謝大家有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對翅膀。一個人的價(jià)值在于他的才華，而不在他的衣飾。生活就像海洋，只有意志堅(jiān)強(qiáng)的人，才能到達(dá)彼岸。讀一切好的書，就是和許多高尚的人說話。最聰明的人是最不愿浪費(fèi)時(shí)間的人。有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對翅膀。

7.4溫度和溫標(biāo)7.4溫度和溫標(biāo)系統(tǒng)的概念

在物理學(xué)中所研究的對象，稱為系統(tǒng).(系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱為外界)BA一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)系統(tǒng)的概念在物理學(xué)中所研究的對象，稱為系1、狀態(tài)參量①幾何性質(zhì)：系統(tǒng)的大小、形狀、體積等②力學(xué)性質(zhì)：系統(tǒng)的壓強(qiáng)、受力、表面張力③熱學(xué)性質(zhì)：系統(tǒng)溫度④電磁性質(zhì)：系統(tǒng)在電場、磁場作用下的性質(zhì)，如電場強(qiáng)度,磁感應(yīng)強(qiáng)度等。表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量。一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1、狀態(tài)參量①幾何性質(zhì)：系統(tǒng)的大小、形狀、體積等表示系統(tǒng)某種2、氣體的狀態(tài)參量（1）.溫度（2）.體積（3）.壓強(qiáng)------熱學(xué)性質(zhì)------幾何性質(zhì)------力學(xué)性質(zhì)2、氣體的狀態(tài)參量（1）.溫度------熱學(xué)性質(zhì)3、平衡態(tài)對于一個封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過足夠長的時(shí)間，系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量會達(dá)到穩(wěn)定（不隨時(shí)間變化）,我們說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)。3、平衡態(tài)對于一個封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過足夠長

例1．在熱學(xué)中，要描述一定氣體的宏觀狀態(tài)，需要確定下列哪些物理量(

)A．每個氣體分子的運(yùn)動速率B．壓強(qiáng)

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(yùn)動速率是微觀量，不是氣體的宏觀狀態(tài)參量．氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度分別是從力學(xué)、幾何、熱學(xué)三個角度對氣體的性質(zhì)進(jìn)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(xiàng)正確．

BCD平衡態(tài)和狀態(tài)參量例1．在熱學(xué)中，要描述一定氣體的宏觀狀態(tài)，需要確定1、熱平衡

如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱,它們的狀態(tài)參量將改變，但經(jīng)過一段時(shí)間后，狀態(tài)參量不再變化,達(dá)到了相同的溫度,我們就說兩個系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。（兩個系統(tǒng)是通過熱傳遞熱達(dá)到的平衡）甲T甲乙T乙只要兩個系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,就說這兩個系統(tǒng)原來就處于熱平衡二、熱平衡與溫度1、熱平衡如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱,它們的狀態(tài)2、熱力學(xué)第零定律（熱平衡定律）如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡。若系統(tǒng)A，C達(dá)到熱平衡若系統(tǒng)B，C達(dá)到熱平衡A和B也是處于熱平衡2、熱力學(xué)第零定律（熱平衡定律）如果兩個FeH2OFeH2O1、溫度

一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度甲乙溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量力學(xué)平衡P相同+-φ相同靜電平衡兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)具有的共同性質(zhì)是溫度相同三、溫度與溫標(biāo)1、溫度一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度甲乙高中100C500C溫度：兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí),溫度相同初中溫度是描述物體冷熱程度的物理量300C高中100C500C溫度：兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí),溫度相同初中

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(dāng)經(jīng)過充分長時(shí)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(shí)，金屬棒兩端溫度始終不相同，雖然金屬棒內(nèi)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(nèi)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，存在能量交換．熱平衡與溫度例2、一金屬棒的一端與0℃冰接觸，另一端與2、溫標(biāo)定量描述溫度的方法叫溫標(biāo)。建立一種溫標(biāo)的三要素：①選擇測溫物質(zhì)（水銀/鉑/氣體/熱電偶）②確定測溫屬性（體積/電阻/壓強(qiáng)/電動勢）③選定溫度零點(diǎn)和分度方法溫標(biāo)種類：①攝氏溫標(biāo)(攝氏度t,單位：0C)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為零度,沸水為100度,期間分為100等份②熱力學(xué)溫標(biāo)(熱力學(xué)溫度T,單位：開爾文K）七個基本物理量之一

T=273.15+t(K)ΔT=Δt2、溫標(biāo)定量描述溫度的方法叫溫標(biāo)。建立一種溫標(biāo)的三要素：溫

③華氏溫標(biāo)：華氏溫標(biāo)的溫度tF與t之間的關(guān)系：

tF＝32+9/5t單位：°F

華氏溫標(biāo)在歐美使用非常普遍，攝氏溫標(biāo)在亞洲使用較多，科學(xué)研究中多使用絕對溫標(biāo)。③華氏溫標(biāo)：華氏溫標(biāo)在歐美使用非常普遍，攝氏體積與溫度成線性變化體積與溫度成線性變化溫度和溫標(biāo)課件2人教課標(biāo)版溫度和溫標(biāo)課件2人教課標(biāo)版

例3實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)．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7—4—1所示．已知左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的有

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)雙金屬溫度計(jì)圖7－4－1

A．該溫度計(jì)的測溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬B．雙金屬溫度計(jì)是利用測溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來工作的C．由左圖可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)D．由右圖可知，其雙金屬征的內(nèi)層一定為銅．外層一定為鐵ABC隨堂練習(xí)例3實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)．它是利用銅片與鐵

解析：雙金屬溫度計(jì)是利用熱膨脹系數(shù)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(xiàng)是正確的．圖7－4一l左圖中．加熱時(shí)，雙金屬片彎曲程度增大，即進(jìn)一步向上彎曲，說明雙金屬片下層熱膨脹系數(shù)較大，即銅的熱膨脹系數(shù)較大，C選項(xiàng)正確．圖7—4—1右圖中，溫度計(jì)示數(shù)是順時(shí)針方向增大，說明當(dāng)溫度升高時(shí)溫度計(jì)指針順時(shí)針方向轉(zhuǎn)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(nèi)層一定是鐵，外層一定是銅，D選項(xiàng)是錯誤的．解析：雙金屬溫度計(jì)是利用熱膨脹系數(shù)不同的銅、鐵兩種金屬制成攝氏溫標(biāo)是瑞典人攝爾修斯（A.Celsius，1701—1744）在1742年首先提出的一種經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)，過去曾被廣泛使用。攝氏溫標(biāo)以水沸點(diǎn)（101?325Pa壓力下水和水蒸氣之間的平衡溫度）為100度和冰點(diǎn)（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(biāo)的兩個固定點(diǎn)。攝氏溫標(biāo)采用玻璃汞溫度計(jì)作為內(nèi)插儀器，假定溫度和汞柱的高度成正比，即把水沸點(diǎn)與冰點(diǎn)之間的汞柱的高度差等分為100格，1格對應(yīng)于1度。攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)是瑞典人攝爾修斯（A.Celsius，1701—171954年第10屆國際計(jì)量大會（CGPM）決定采用水三相點(diǎn)一個固定點(diǎn)來定義溫度的單位，冰點(diǎn)已不再是溫標(biāo)的定義固定點(diǎn)了。1967年第13屆國際計(jì)量大會決議定義：溫度單位開爾文是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。1988年第18屆國際計(jì)量大會及第77屆國際計(jì)量委員會（CIPM）決議，自1990年始采用“1990年國際溫標(biāo)（簡稱ITS-90）”。ITS-90定義的溫度單位更精確，更容易復(fù)現(xiàn)。我國自1994年始全面采用這一標(biāo)準(zhǔn)。國際溫標(biāo)1954年第10屆國際計(jì)量大會（CGPM）決定采用水三相點(diǎn)一溫度的單位有了新的、更加精確和科學(xué)的定義以后，考慮到人們長期以來的使用習(xí)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