1、第七章第七章 分子動理論分子動理論研究物理問題研究物理問題研究對象研究對象一個物體一個物體多個物體多個物體系統系統研究的問題不同研究的問題不同選取的選取的系統系統常不同常不同例如：例如：測定某金測定某金屬塊的比屬塊的比熱容實驗熱容實驗熱學研熱學研究對象究對象系統以外的物質統稱為系統以外的物質統稱為外界外界(或或環(huán)境環(huán)境)熱力學熱力學系系 統統如如氣體氣體、液液 體體、固體固體等等大量分子組大量分子組成的物體或成的物體或物體系統物體系統一般說來熱力學系統，要研究以下幾個的性質：一般說來熱力學系統，要研究以下幾個的性質： 描述系統在電、磁場作用下的性描述系統在電、磁場作用下的性 質，如質，如電場強

2、度電場強度，磁感應強度磁感應強度等。等。 幾何性質幾何性質 描述系統的描述系統的大小大小、形狀形狀、體積體積等。等。力學性質力學性質 描述系統的描述系統的壓強壓強、應力應力、表面張力表面張力等。等。熱學性質熱學性質 描述系統描述系統溫度溫度。電磁性質電磁性質狀態(tài)參量狀態(tài)參量 某氧氣瓶容積為某氧氣瓶容積為100L，其內氧氣在溫度為，其內氧氣在溫度為20oC時的氣壓為時的氣壓為5atm。描寫系統狀態(tài)的物理量描寫系統狀態(tài)的物理量 如：一輛汽車經過礦一門口時的速度為如：一輛汽車經過礦一門口時的速度為10m/s，加速度為加速度為1m/s2。-熱學性質熱學性質-幾何性質幾何性質-力學性質力學性質n（1）溫

3、度）溫度n（2）體積）體積n（3）壓強）壓強2、氣體的狀態(tài)參量、氣體的狀態(tài)參量 對于一個對于一個封閉封閉系統，在經過相當長的時系統，在經過相當長的時間后，系統整體的宏觀性質將間后，系統整體的宏觀性質將不隨時間而變不隨時間而變化化、且具有確定的狀態(tài)、且具有確定的狀態(tài)。系統各部分的狀態(tài)系統各部分的狀態(tài)參量達到穩(wěn)定參量達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)，簡稱平衡狀態(tài)，簡稱平衡態(tài)平衡態(tài)。特點：特點：系統的系統的所有性質所有性質都都不不隨時間隨時間變化變化0oC2atm5atm60oC絕熱絕熱k10oC5atm50oC6atm絕熱絕熱力學平衡力學平衡具有一種相同具有一種相同的的力學力學性質性質壓強壓強+-靜電平衡靜電平衡

4、具有一種相同具有一種相同的的電學電學性質性質電勢電勢10OC200OC絕熱絕熱熱平衡熱平衡具有一種相同具有一種相同的的熱學熱學性質性質溫度溫度系統間的相互作用系統間的相互作用特征特征溫度相等溫度相等ABABAB若兩帶電體相連后，其帶若兩帶電體相連后，其帶電狀態(tài)不發(fā)生變化。電狀態(tài)不發(fā)生變化。說明兩帶電體原來就已經說明兩帶電體原來就已經處于相同的電平衡狀態(tài)。處于相同的電平衡狀態(tài)。（具有相等的具有相等的電勢電勢）若兩個系統接觸后，它們若兩個系統接觸后，它們的熱學狀態(tài)不發(fā)生變化。的熱學狀態(tài)不發(fā)生變化。說明兩個系統原來就已經說明兩個系統原來就已經處于相同的熱平衡狀態(tài)。處于相同的熱平衡狀態(tài)。（具有相等的具

5、有相等的溫度溫度）ACBCAB若兩個系統分別與第三個系統若兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡。彼此之間也必定處于熱平衡。熱平衡定律熱平衡定律(熱力學第零定律熱力學第零定律)溫度和溫標溫度和溫標溫溫度度 一切達到熱平衡的系統都具有相同的一切達到熱平衡的系統都具有相同的溫度溫度溫度溫度是決定一個系統與另一個系統是決定一個系統與另一個系統是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量兩個系統達到熱平衡時具有的共同兩個系統達到熱平衡時具有的共同性質是溫度相同性質是溫度相同溫度理解初初中中溫度溫度是描述物體冷熱程度的是描述物體冷熱程

6、度的物理量物理量-宏觀上宏觀上高高中中溫度溫度是決定一個系統與另一個系是決定一個系統與另一個系統是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量統是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量標志物體內部分子無規(guī)則熱運動標志物體內部分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度的劇烈程度-微觀上微觀上溫度理解高中高中初中初中溫度溫度是描述物體冷熱程是描述物體冷熱程度的物理量度的物理量-宏觀上宏觀上溫度溫度是決定一個系統與是決定一個系統與另一個系統是否達到熱另一個系統是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量平衡狀態(tài)的物理量標志物體內部分子無規(guī)標志物體內部分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度則熱運動的劇烈程度-微觀上微觀上溫標：溫標：定量描述溫度的方法叫溫標。定量描述溫度的方法叫溫

7、標。 建立一種溫標的三要素：建立一種溫標的三要素：選擇測溫物質選擇測溫物質（水銀（水銀/鉑鉑/氣體氣體/熱電偶）熱電偶）確定測溫屬性確定測溫屬性（體積（體積/電阻電阻/壓強壓強/電動勢）電動勢）水銀的體積，金屬電阻，氣體壓強，熱電偶水銀的體積，金屬電阻，氣體壓強，熱電偶的電動勢等隨溫度的變化的電動勢等隨溫度的變化選定溫度零點和分度方法選定溫度零點和分度方法體積與溫度成線性變化體積與溫度成線性變化溫標種類溫標種類攝氏溫標攝氏溫標 (攝氏度攝氏度t , 單位：單位：0C) 標準大氣壓下冰的熔點為零度標準大氣壓下冰的熔點為零度,沸水為沸水為100度度,期期間分為間分為100等份等份熱力學溫標熱力學溫

8、標 (熱力學溫度熱力學溫度T,單位：單位：開爾文開爾文 K）七個基本物理量之一七個基本物理量之一 T=273.15+t (K) T=t說明說明 溫度的國際制單位是開爾文，符號為溫度的國際制單位是開爾文，符號為K在在今后各種相關熱力學計算中，一定要牢記今后各種相關熱力學計算中，一定要牢記將溫將溫度單位轉換為熱力學溫度即開爾文度單位轉換為熱力學溫度即開爾文； 由由Tt+273.15 K可知，物體可知，物體溫度變化溫度變化l與變化與變化l K的變化量是等同的的變化量是等同的，但物體所處狀態(tài)，但物體所處狀態(tài)為為l與與l K是相隔甚遠的；是相隔甚遠的； 一般情況下，一般情況下，0K是低溫的極限，只能無是

9、低溫的極限，只能無限接近，但不能達到。限接近，但不能達到。 若兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那若兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡。么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡。熱平衡定律熱平衡定律(熱力學第零定律熱力學第零定律)問題問題: 為了判斷兩個物體的溫度是否相同為了判斷兩個物體的溫度是否相同,可使用可使用溫度計溫度計.試根據熱平衡定律說明其中的原理試根據熱平衡定律說明其中的原理.溫度計與溫標溫度計與溫標溫標溫標 溫度的數值表示法溫度的數值表示法建立一種溫標的建立一種溫標的三要素三要素：選擇某種物質（叫做選擇某種物質（叫做測溫物質測溫物質）的某一隨

10、溫度）的某一隨溫度 變化的屬性（叫做變化的屬性（叫做測溫屬性測溫屬性）來標志溫度；）來標志溫度；選定固定點（規(guī)定零點）；選定固定點（規(guī)定零點）；對測溫屬性隨溫度的變化關系作出規(guī)定（即規(guī)對測溫屬性隨溫度的變化關系作出規(guī)定（即規(guī) 定分度的方法）。定分度的方法）。 水銀溫度計水銀溫度計水銀的熱膨脹水銀的熱膨脹電阻溫度計電阻溫度計金屬電阻隨溫度變化金屬電阻隨溫度變化氣體溫度計氣體溫度計氣體壓強隨溫度變化氣體壓強隨溫度變化攝氏溫標：攝氏溫標：標準大氣壓下冰的熔點為標準大氣壓下冰的熔點為0oC標準大氣壓下水的沸點為標準大氣壓下水的沸點為100oC在在0oC與與100oC之間等分成之間等分成100等份，每份

11、算做等份，每份算做1oC熱力學溫標：熱力學溫標：熱力學溫度是國際單位制中七個熱力學溫度是國際單位制中七個基本物理量基本物理量之一，之一，用符號用符號T表示，單位是表示，單位是開爾文開爾文，簡稱，簡稱開開，符號為，符號為K。開氏溫度開氏溫度T與攝氏溫度與攝氏溫度t的關系是：的關系是：T = t + 273.15 KT = t兩個物體放在一起彼此接觸，它們若不發(fā)生兩個物體放在一起彼此接觸，它們若不發(fā)生熱傳遞，其原因是熱傳遞，其原因是( )( )A A它們的能量相同它們的能量相同B B它們的比熱相同它們的比熱相同C C它們的熱量相同它們的熱量相同D D它們的溫度相同它們的溫度相同D下列關于熱力學溫度

12、的說法中，正確的是下列關于熱力學溫度的說法中，正確的是( ) A熱力學溫度的零點是熱力學溫度的零點是273.15 B-1360C比比136K溫度高溫度高 C0oC等于等于273.15K D1就是就是1K E升高升高1oC就是升高就是升高274KABC在在2525左右的室內，將一只溫度計從酒精中拿出，左右的室內，將一只溫度計從酒精中拿出，觀察它的示數變化情況是（觀察它的示數變化情況是（ ）A A溫度計示數上升溫度計示數上升B B溫度計示數下降溫度計示數下降C C溫度計示數不變溫度計示數不變D D示數先下降后上升示數先下降后上升D一支玻璃管一端與一個雞蛋一支玻璃管一端與一個雞蛋大小的玻璃泡相連，另

13、一端大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃豎直插在水槽中，并使玻璃管內吸人一段水柱。當氣溫管內吸人一段水柱。當氣溫變化時，玻璃泡中氣體壓強變化時，玻璃泡中氣體壓強會隨著變化，從而使玻璃管會隨著變化，從而使玻璃管內水柱高度發(fā)生變化。根據內水柱高度發(fā)生變化。根據管內水柱高度的變化就可測管內水柱高度的變化就可測出相應的溫度。出相應的溫度。說明說明“伽利略溫度計伽利略溫度計”的測的測溫物質和測溫屬性。溫物質和測溫屬性。 實際應用中，常用到一實際應用中，常用到一種雙金屬溫度計它是利種雙金屬溫度計它是利用銅片與鐵片鉚合在一起用銅片與鐵片鉚合在一起的雙金屬片的彎曲程度隨的雙金屬片的彎曲程度隨溫度變

14、化的原理制成的，溫度變化的原理制成的，如圖如圖741所示已知所示已知左圖中雙金屬片被加熱時，左圖中雙金屬片被加熱時，其彎曲程度會增大，則下其彎曲程度會增大，則下列各種相關敘述中正確的列各種相關敘述中正確的有有 ( )雙金屬溫度計雙金屬溫度計圖圖741 A該溫度計的測溫物質是銅、鐵兩種熱膨脹系數不同的金屬該溫度計的測溫物質是銅、鐵兩種熱膨脹系數不同的金屬B雙金屬溫度計是利用測溫物質熱脹冷縮的性質來工作的雙金屬溫度計是利用測溫物質熱脹冷縮的性質來工作的C由左圖可知，銅的熱膨脹系數大于鐵的熱膨脹系數由左圖可知，銅的熱膨脹系數大于鐵的熱膨脹系數D由右圖可知，其雙金屬征的內層一定為銅外層一定為鐵由右圖可知，其雙金屬征的內層一定為銅外層一定為鐵ABC 解析：雙金屬溫度計是利用熱膨脹系數不解析：雙金屬溫度計是利用熱膨脹系數不同的銅、鐵兩種金屬制成的雙金屬片其彎曲程度同的銅、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，隨溫度變化的原理來工作的，A、B選項是正確選項是正確的圖的圖7 4一一l左圖中加熱時，雙金屬片彎曲程左圖中加熱時，雙金屬片彎曲程度增大，即進一步向上彎曲，說明雙金屬片下層度增大，即進一步向上