《《溫度和溫標(biāo)》課件1(1)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《溫度和溫標(biāo)》課件1(1)（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 一、狀態(tài)參量與平衡態(tài) 一、狀態(tài)參量與平衡態(tài) 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 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(xué) 、 幾 何 、 熱 學(xué) 三 個 角 度 對 氣體 的 性 質(zhì) 進 行 的 宏 觀 描

2、 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 二、熱平衡與溫度 三、溫度與溫標(biāo) 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 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

3、， 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 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)。 例 3實 際 應(yīng) 用 中 ， 常 用 到 一 種 雙 金 屬 溫 度 計 它 是 利用 銅 片 與 鐵 片 鉚 合

4、 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(guān)敘 述 中 正 確 的 有 ( ) 雙 金 屬 溫 度 計圖 7 4 1 A 該 溫 度 計 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 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

5、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) 解 析 ： 雙 金 屬 溫 度 計 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 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(shù) 較 大 ， 即 銅 的 熱 膨 脹 系 數(shù) 較 大 ， C選 項 正 確 圖

6、 741右 圖 中 ， 溫 度 計 示 數(shù) 是 順時 針 方 向 增 大 ， 說 明 當(dāng) 溫 度 升 高 時 溫 度 計 指 針 順時 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 是 錯 誤 的 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 溫 標(biāo) ，過 去 曾 被 廣 泛 使 用 。 攝 氏 溫 標(biāo) 以 水 沸 點（ 101?325Pa壓 力 下 水 和

7、 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(biāo) 的 兩 個固 定 點 。 攝 氏 溫 標(biāo) 采 用 玻 璃 汞 溫 度 計 作 為 內(nèi) 插 儀器 ， 假 定 溫 度 和 汞 柱 的 高 度 成 正 比 ， 即 把 水 沸 點與 冰 點 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) 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

8、義 溫 度 的 單 位 ， 冰 點 已 不再 是 溫 標(biāo) 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(xué) 溫 度 的 1/273.16。 1988年 第 18屆 國 際 計 量 大會 及 第 77屆 國 際 計 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

9、際溫標(biāo) 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 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 ，

10、 攝 氏 溫 度 是 從 開 爾 文 溫 度 導(dǎo) 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(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) 。 1714年 ,荷 蘭 華 倫 海 特 (G D Fahrenheit)最 初所 制 的 水 銀 溫 度 計 是 在 北 愛

11、 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) 點并 在 此 基 礎(chǔ) 上 分 度 是 不 妥 當(dāng) 的 。 健 康 人 的 體 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) 后 來 ， 華 倫 海 特 改 進 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 定 為 零 度 ， 以0 F表 示 之 ， 把 冰 的 熔 點 定 為 32 F， 把 水 的 沸點 定 為 212 F， 在 32 212的 間 隔 內(nèi) 均 分 180等 分 ，這 樣 ， 參 考 點 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) )。