4 温度和温标
[学习目标] 1.知道平衡态及系统的状态参量.2.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的原理,知道热力学温度与摄氏温度的换算关系.
一、状态参量与平衡态
[导学探究] (1)在力学中,为了确定物体运动的状态,我们使用了物体的位移和速度这两个物理量.在热学中如果我们要研究一箱气体的状态,需要哪些物理量呢?
(2)如果系统与外界没有能量交换,该系统就达到平衡态了吗?
答案 (1)体积、压强和温度.(2)不是.
[知识梳理]
1.热力学系统:由大量分子组成的一个研究对象.
2.热力学系统的状态参量
(1)体积V:系统的几何参量,它可以确定系统的空间范围.
(2)压强p:系统的力学参量,它可以描述系统的力学性质.
(3)温度T:系统的热学参量,它可以确定系统的冷热程度.
3.对平衡态的理解
(1)在没有外界影响的情况下,系统内的各部分的状态参量达到稳定,即达到平衡态.
(2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)描述运动物体的状态可以用压强等参量.( × )
(2)体积能描述系统的热力学性质.( √ )
(3)处于平衡态的系统内部分子停止了运动.( × )
二、热平衡与温度
[导学探究] (1)用手心握住体温计玻璃泡,观察到体温计的示数逐渐上升.当上升到36 ℃左右时,为什么不再上升?
(2)当把它立即放入40 ℃的水中时,你又看到什么现象?为什么?
答案 (1)因为体温计与人体温度相同,即达到了热平衡.
(2)体温计的示数继续上升,因为体温计玻璃泡的温度与水的温度不相同,没有达到热平衡.
[知识梳理]
1.热平衡:两个系统相互接触而传热,它们的状态参量将改变.但是经过一段时间以后,