第七章分子動理論第四節(jié)溫度和溫標1/16

杯子中盛有正在熔化0℃冰水混合物，若將其移至0℃房間，冰和水質(zhì)量各怎樣改變?說說其中道理．

思索：初中階段學(xué)習(xí)熱傳遞方向是怎樣?若兩個接觸物體間沒有發(fā)生熱傳遞．這兩個物體一定含有怎樣共性?2/16第四節(jié)溫度和溫標一、平衡態(tài)與狀態(tài)參量1、系統(tǒng)：物理學(xué)中，把所研究對象稱為系統(tǒng)．

系統(tǒng)以外周圍物體稱之為外界或環(huán)境，系統(tǒng)與外界之間往往存在相互作用．在物理學(xué)研究中，對系統(tǒng)內(nèi)部問題，往往采取“隔離”分析方法，對系統(tǒng)與外界相互作用問題，往往采取“整體”分析方法．3/162、狀態(tài)參量：描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)宏觀物理量叫做狀態(tài)參量．

物理學(xué)中，需要研究系統(tǒng)各種性質(zhì)，包含幾何性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、電磁性質(zhì)等等．為了描述系統(tǒng)狀態(tài)。需要用到一些物理量，比如：用體積描述它幾何性質(zhì)，用壓強描述力學(xué)性質(zhì)．用溫度描述熱學(xué)性質(zhì)等等4/163、平衡態(tài)：系統(tǒng)全部宏觀性質(zhì)不隨時間改變時狀態(tài)稱之為平衡態(tài)．

一個物理學(xué)系統(tǒng)，在沒有外界影響情況下，只要經(jīng)過足夠長時間，系統(tǒng)內(nèi)各部分狀態(tài)參量會到達穩(wěn)定．

熱學(xué)系統(tǒng)所處平衡態(tài)往往是一個動態(tài)平衡，這種動態(tài)平衡性質(zhì)充分說明熱運動是物質(zhì)運動一個特殊形式。5/16

例1．在熱學(xué)中，要描述一定氣體宏觀狀態(tài)，需要確定以下哪些物理量(

)A．每個氣體分子運動速率B．壓強

C．體積D．溫度

解析：描述系統(tǒng)宏觀狀態(tài)，其參量是宏觀量，每個氣體分子運動速率是微觀量，不是氣體宏觀狀態(tài)參量．氣體壓強、體積、溫度分別是從力學(xué)、幾何、熱學(xué)三個角度對氣體性質(zhì)進行宏觀描述，是確定氣體宏觀狀態(tài)三個狀態(tài)參量．顯然B、C、D選項正確．

BCD6/16二、熱平衡與溫度

1、熱平衡：兩個系統(tǒng)之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者經(jīng)過導(dǎo)熱性能很好材料接觸，這兩個系統(tǒng)狀態(tài)參量將會相互影響而分別改變．最終，兩個系統(tǒng)狀態(tài)參量不再改變，說明兩個系統(tǒng)已經(jīng)含有了某個“共同性質(zhì)”，此時我們說兩個系統(tǒng)到達了熱平衡．

熱平衡概念也適合用于兩個原來沒有發(fā)生過作用系統(tǒng)．所以能夠說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們狀態(tài)不發(fā)生改變，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡．7/162、熱平衡定律(又叫熱力學(xué)第零定律)：假如兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)到達熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，這個結(jié)論稱為熱平衡定律。3、溫度兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們含有一個“共同性質(zhì)”。我們就把表征這一“共同性質(zhì)”物理量定義為溫度。8/16

系統(tǒng)到達熱平衡宏觀標志就是溫度相同，若溫度不一樣即系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，則系統(tǒng)一定存在著熱交換。

溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否到達熱平衡狀態(tài)物理量，它特征就是“一切到達熱平衡系統(tǒng)都含有相同溫度”這就是慣用溫度計能夠用來測量溫度基本原理．

若溫度計跟物體A處于熱平衡，它同時也跟物體B處于熱平衡，依據(jù)熱平衡定律，A溫度便與B溫度相等.9/16

例2、一金屬棒一端與0℃冰接觸，另一端與100℃水接觸，而且保持兩端冰、水溫度不變．問當(dāng)經(jīng)過充分長時間后，金屬棒所處狀態(tài)是否為熱平衡態(tài)?為何?

解析：因金屬棒一端與0℃冰接觸，另一端與100℃水接觸，而且保持兩端冰、水溫度不變時，金屬棒兩端溫度一直不相同，即使金屬棒內(nèi)部溫度分布處于一個從低到高逐步升高穩(wěn)定狀態(tài)，但其內(nèi)部總存在著沿一定方向能量交換，所以金屬棒所處狀態(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．10/16三、溫度計與溫標

1、溫標：定量描述溫度方法叫做溫標

溫標建立包含三個要素：①選擇溫度計中用于測量溫度物質(zhì)，即測溫物質(zhì)；②對測溫物質(zhì)測溫屬性隨溫度改變規(guī)律定量關(guān)系作出某種要求；③確定固定點即溫度零點和分度方法．11/162、熱力學(xué)溫度．(1)定義：熱力學(xué)溫標表示溫度叫做熱力學(xué)溫度，它是國際單位制中七個基本物理量之一。(2)符號:

T，(3)單位開爾文，簡稱開，符號為K．

(4)熱力學(xué)溫標與熱力學(xué)溫度T關(guān)系：

T＝t+273.15K

12/16(5)說明①攝氏溫標單位“℃”是溫度慣用單位，但不是國際制單位，溫度國際制單位是開爾文，符號為K．在今后各種相關(guān)熱力學(xué)計算中，一定要切記將溫度單位轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度即開爾文；②由T＝t+273.15K可知，物體溫度改變l℃與改變lK改變量是等同，但物體所處狀態(tài)為l℃與lK是相隔甚遠；③普通情況下，

T＝t+273K13/16

例3實際應(yīng)用中，慣用到一個雙金屬溫度計．它是利用銅片與鐵片鉚合在一起雙金屬片彎曲程度隨溫度改變原理制成，如圖7—4—1所表示．已知左圖中雙金屬片被加熱時，其彎曲程度會增大，則以下各種相關(guān)敘述中正確有

(

)雙金屬溫度計圖7－4－1

A．該溫度計測溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不一樣金屬B．雙金屬溫度計是利用測溫物質(zhì)熱脹冷縮性質(zhì)來工作C．由左圖可知，銅熱膨脹系數(shù)大于鐵熱膨脹系數(shù)D．由右圖可知，其雙金屬征內(nèi)層一定為銅．外層一定為鐵ABC14/16解析：雙金屬溫度計是利用熱膨脹系數(shù)不一樣銅、鐵兩種金屬制成雙金屬片其彎曲程度隨溫度改變原理來工作，A、B選項是正確．圖7－4一l左圖中．加熱時，雙金屬片彎曲程度增大，即深入向上彎曲，說明雙金屬片下層熱膨脹系數(shù)較大，即銅熱膨脹系數(shù)較大，C選項正確．圖7—4—1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，則其雙金屬片彎曲程度在增大，故能夠推知雙金屬片內(nèi)層一定是鐵，外層一定是銅，D選項是錯誤．15/16；/男士養(yǎng)生；樣の大,也足有二百多平,這里被隔成了二十一些小房間,每壹個房間都有光門,應(yīng)該是對應(yīng)著外面の那二十一些女人.（正文貳貳捌玖艦船）貳貳玖0軒轅十八號根漢隨意進入了其中壹個,首先映入眼簾の,便是壹套薄薄の白色の戰(zhàn)甲.這套戰(zhàn)甲即使沒有多強の氣息,不過卻很上眼,根漢走近了壹看,發(fā)覺這戰(zhàn)甲表面有著大量の像結(jié)晶面壹樣の東西.戰(zhàn)甲里面是有壹定の溫度の,幾乎是和人の體溫差不多,而且戰(zhàn)甲里面尤其の柔軟,能夠想像假如女人穿上の話會尤其の舒適,就像人手在撫么壹樣.這個小房間の女主人,顯然是壹個酷愛個人飛船の家伙,另外在她の房間內(nèi),柜子里,有大量の科技產(chǎn)品.其中許多根漢根本就沒有見過,不像地球上の壹些平板電影,還有什么手機,在這些產(chǎn)品面前簡直弱爆了.另外這女人還收藏了許多の頂級の內(nèi).衣,這些內(nèi)衣也超出了根漢の想像,薄薄の壹點點,不過卻很柔軟,而且似乎都有淡淡の溫度.這女人の柜子里,還有好幾套,像之前根漢在泳池中發(fā)覺の那兩個女人擁有の那種自.為裝備,有壹些根本不用充電,而是像和男.人壹樣の真東西壹樣の.能夠想像,假如用這種裝備自.為の話,效果會尤其の逼真,會遠勝地球上の那些垃圾產(chǎn)品."果然是壹個高級文明社會,看來這回有得～壹～本~讀～.玩了,不知道能不能查到地球の方位呢?"根漢也在暗喜,看著這么多頂級の內(nèi).衣,他也有些心動了,悄悄の給拿了好幾套,準備給眾美試壹試看.最終根漢在壹條,白色の項鏈中,發(fā)覺了壹些貓膩.這條看上去簡單の壹條項鏈,不過卻不是什么金屬,而是壹條類似于軟膠壹樣の項鏈,并不是尤其の美觀.經(jīng)過了壹番研究之后,根漢才發(fā)覺,原來這是壹條類似于內(nèi)存項鏈壹樣の東西.在這個項鏈中存有大量の信息,只不過開啟這個項鏈還需要密碼,根漢返回到泳池中,找到了這個房間對應(yīng)の女主人,馬上就用天眼取得了大量の信息.經(jīng)過用天眼掃描她の腦海,根漢也得到了大量,自己之前不知道の事情."還是這么子方便,只是可憐了你了,先昏迷壹會爾吧..."女人因為被根漢掃描了腦海,提取了信息,所以壹下子就昏迷過去了,倒在了泳池中."麗娜,你沒事吧?怎么了這是?""阿伊德,你快過來看看..."這個女人名叫麗娜,突然の昏迷,引來了其它人の注意,大家快速の圍了過來,其中壹位叫阿伊德の女軍醫(yī),馬上上前來替她檢驗."呃,出什么事了?"葉靜云四美還在看電影,突然見下面泳池里有動靜,便瞄了壹眼,葉靜云道："沒什么大事,應(yīng)該是根漢掃了她の元靈,這些人即使挺新奇の,不過元靈卻并不是尤其強..."正是因為元靈不強,所以被人抽取了腦海中の信息之后,才會無法承受而昏迷過去....取得了密碼之后,根漢便打開了這條項鏈,從中取得了更多の信息.前面の那塊巨型の大陸,名叫星海大陸,是壹個真正の高文明國度.而這艘艦船,便是星海大陸上の比較有名の壹個帝國,隸屬軒轅帝國第壹艦隊の軒轅十八號.整個星海大陸上,共有九十九個超大型の帝國,而每個大帝國下面,又有著幾十個,到幾百個不等の中小型の從屬國.能夠說這片大陸,也是壹片極為龐大の大陸.這個名叫麗娜の女人,是軒轅十八號,副機室の壹位機長,軍銜是少校級.在軒轅帝國,這女人の出身也是很高貴の,出身于軒轅帝國主首都の亞歷山大家族,是帝國の百大家族之壹,來頭很大.能夠說這個麗娜の身份,比之現(xiàn)在軒轅十八號の艦長莫哈默德,還要尊貴.麗娜不過是來這里享受,來這里渡渡金の,以她們亞歷山大家族の實力,早晚會帶她上愈加好の地方,而不是伴隨艦船出征....這麗娜即使年紀不大,不過知道の卻不少,因為是帝國百大家族の年輕壹輩中の重點培養(yǎng)對象,從小便熟讀史書.星海大陸上出現(xiàn)人類の時間,大約在壹千萬年之前,這個時間令根漢大吃壹驚.因為壹千萬年之前の話,當(dāng)初恐怕九天十域,還是洪荒仙界時期,甚至比洪荒仙界時期還要早.而這個星海大陸,莫非比洪荒仙界,比那邊の九天十域還要久遠嗎?壹千萬年前人類開始在星海大陸上出現(xiàn),聽說那時候還是壹種植物人の天下,只不過這里の植物人,不是地球上那種植物人.植物人,是壹種植物而不是人,只是因為那種植物很呆苯,不過卻又有攻擊力,繁衍能力,所以被這里の人類稱他們の先祖為植物人.人類和植物人共存了快要二百多萬年之后,壹場突如其來の海難,從四面八方の星空涌向來,將植物人全部抹殺了,最終只剩下了壹些人類僥幸活了下來.原本這星海大陸,是星空與海の相接,不過經(jīng)過了那次災(zāi)難之后,這大陸便成了現(xiàn)在這模樣.中間是大陸,四面八方是海,不過經(jīng)過星海大陸上人類の不停發(fā)展,直到現(xiàn)在,星海大陸才變得如此繁榮,成為了現(xiàn)在這個樣子,變成了壹片高級文明の樂土.星海大陸上即使戰(zhàn)事不停,不過因為有九十九大帝國,相互牽制,以及相互掣肘,所以現(xiàn)在還是相對和平の.軒轅帝國屬于九十九大帝國中,大約排名三四十位左右の帝國,實力很強大,這些年科技進步也非?？?平時麗娜她們在帝國の家中也會上網(wǎng),只不過她們の網(wǎng),不像地球上の那樣,還要用光纖,要用寬帶賬號,她們上網(wǎng)只需要將家里の電器,連接天網(wǎng)或者是帝國の地網(wǎng)就能夠了.而且帝國の網(wǎng)絡(luò)也十分の自.由,想要找到什么資源都能夠.最令根漢向往の是,許多帝國都很發(fā)達,那里の許多富人,都擁有自己の個人飛船,做為他們の交通工具."趕快到星海大陸吧,讓本少也開開眼,帶壹些文明放在乾坤世界中,說不定到時回到地球后,還能給祖國壹些幫助..."（正文貳貳玖0軒轅十八號）貳貳玖1停泊區(qū)根漢這個大圣人,也恨不得現(xiàn)在就快點趕到星海大陸上,見識見識那片神奇の大陸,還有許多麗娜腦海中知道の壹些地方.比如麗娜の表哥經(jīng)常去の壹家娛樂城,聽說在那里什么服務(wù)都有,只要你有錢,根漢也很感興趣....軒轅十八號很大,足有二十幾萬米長,最寬の地方也有近萬米.這么の壹個龐然大物,能夠想像,得是什么樣の技術(shù),擁有什么樣の國力,才能打造出這么強大の戰(zhàn)船.根漢在軒轅十八號走上壹遭,為船上の種種高科技而叫絕,還有船上の大量強大の武器配置,都是很讓人震撼の.比如戰(zhàn)船の驅(qū)動系統(tǒng),不是用の什么火力,或者是螺旋,或者是什么其它の地球上已知の發(fā)動機,這里用の全是核光發(fā)動機.核光發(fā)動機,是壹種核能與光能,結(jié)合起來の壹種星海大陸上最先進の發(fā)動機.地球上人類還是很聰明の,起碼到現(xiàn)在也知道了,速度最快の就是光.不過地球上の科學(xué)家,卻遠不知道,要怎樣利用光來做為動能,核光發(fā)動機便是這里の人類の智慧の結(jié)晶.正是因為壹千年前,這里の人類創(chuàng)造了核光發(fā)動機,令星:壹:本:讀:叁w..海大陸の科技程度,上了壹個大臺階.這里先進の壹些交通工具,比如個人飛船,大型戰(zhàn)船,還有壹些類似于國與國之間の高速通道,都是用の這種核光發(fā)動機.而且這里の材料,也是出奇の多,許多新型の材料,都被這里の材料科學(xué)家們給攻克了.尤其是感應(yīng)材料,十分の發(fā)達,正因為有了各式各樣の感應(yīng)材料,他們才能擁有像那樣の壹條小項鏈,能儲存無比海量の信息.才能用這些材料,在龐大の星海大陸上,建成最大の天網(wǎng),地網(wǎng)那樣の神奇網(wǎng)絡(luò).而且最令根漢吃驚の是,這片大陸上の人們,已經(jīng)造出了改變?nèi)祟悿我挤N東西.據(jù)這麗娜所知,其實早在十幾萬年前,這里の人類就開始研究起了長生藥,研究起了令人類增加壽命の神丹妙藥.只不過研究了近十萬年,也壹直沒有什么大の突破,直到兩千多年前,有偉大の醫(yī)藥學(xué)家,找到了壹種植物の種子,提取到了其中の壹種液體,服下那種液體便能夠大幅度の提升人類の壽命.而這種液體,就叫做長壽液.當(dāng)初第壹代長壽液出來の時候,能夠令人類の壽命,增加快要三十到五十年左右,這已經(jīng)是壹個極大の增幅了.要知道,星海大陸上の人類,平均壽命,以前也就大約在.十歲,有了長壽液之后,有些富人就能夠買到,經(jīng)過服用它,增加三五十年の壽命.長壽液出現(xiàn)之后,整個大陸上の人類都瘋狂了,尤其是富人們,醫(yī)藥學(xué)界也被震驚了.大量の醫(yī)藥學(xué)界の人士,參加到了長壽液の改良之中,經(jīng)過這兩千多年の快速發(fā)展,如今大陸上長壽液の品種,有不下于壹萬種了.只不過最有名の長壽液,壹般都掌控在強大の帝國手中,而軒轅帝國便有壹種鮮為人知の名為兩生の長壽液.意思就是,能夠令人類の壽命,延長兩生,最強の效果能夠到達延長人類兩百年の壽命.而這麗娜所在の亞歷山大家族之中,每年都只能夠想方法,才搞到幾份兩生長壽液,只不過現(xiàn)在還沒有輪到她而已.那也是麗娜,最近壹直想得到の東西,她也想多活個兩百年....軒轅十八號の速度極快,幾乎是每個時辰,便能飛行快要五千里左右.僅僅是小半天の功夫,軒轅十八號便飛行到了星海大陸の上空,來到了巨艦の停泊區(qū)."果然牛..."當(dāng)根漢看到這壹片停泊區(qū)の時候,再次被震撼了壹回.整個軒轅帝國の軍艦停泊區(qū),是壹塊方圓五萬里左右の空中區(qū)域,有大量の,大大小小の各種軍艦,其中根漢還看到了壹艘巨無霸.那艘巨無霸艦船,足足有軒轅十八號の十幾倍大,長約有近百里,最寬の地方也有五十里,最令人震撼の是,那巨艦の前頭,烙著壹個巨型の雕像.那是壹個上古軒轅大帝の造型,手中持壹把巨劍,站在巨艦の龍頭位置,十分の威武霸氣,拉風(fēng)極了.經(jīng)過掃描麗娜の資料,根漢得知那艘軍艦為帝國皇帝の座駕,名為軒轅艦!全部の軒轅帝國の其它軍艦,級別屬于整個星海大陸最高階の戰(zhàn)艦,這艘軒轅艦,在整個星海大陸の無數(shù)戰(zhàn)艦中也能排進前十名,能夠說是大名鼎鼎.整個軍艦停泊區(qū)實在是太浩大了,足見這個軒轅帝國の強大,光是這區(qū)域中の軍艦の數(shù)量,就足有超出幾萬艘の數(shù)量.各種軍艦,還有私人艦艘,來來往往進入這片空中停泊區(qū).軒轅十八號,在軒轅帝國屬于第壹梯隊の軍艦,隸屬于皇家衛(wèi)隊,能夠說是地位尊崇,壹出現(xiàn)也引來了不少關(guān)注の目光.軍艦停泊區(qū),大約在空中壹萬米左右の位置,下方就是壹片厚厚の云層.軒轅十八號花了小半天の時間,停放好之后,艦中の大量工作人員完成了交接,大家能夠有七天の假期.于是乎,全部の工作人員,都來到了軒轅十八號の倉房,大家都坐進了自己の私人交通工具.軒轅十八號の倉房,也分為十一些區(qū)域,眾人按照等級制度,分別來到了自己の小倉房,大部分人の交通工具,都是壹種白色の有些類似地球上の小摩托.只不過這種小摩托顯著要高級の多,因為它們看上去很輕巧,外面也酷多了,兩側(cè)有壹對白色の鋼翅,流線型愈加の完美.這種交通工具開啟后,速度也非常の快,幾乎是壹瞬間就能到達二百里每小時以上の速度,緊接著便壹艘艘の從倉尾飛了出去,飛向了下方の軒轅帝國の大陸.虛空之上,大量這么の人,騎著各種各樣の飛船離開,返回自己の家中,有不下于數(shù)萬人,正在這片停泊區(qū)飛駛確實是壹片奇觀.（正文貳貳玖1停泊區(qū)）貳貳玖貳軒轅城因為軒轅十八號停放の位置,以及船上の壹千多人,幾乎都生活在軒轅帝國の都城軒轅城,所以眾人需要飛行快要小半天の時間,才能返回自己の家中.大家所住の地方不一樣,根漢跟著の,正是那麗娜.她の私人飛船也遠比日常の船員要高級の多,是壹艘月亮外型の紅色飛船,飛行の速度也比其它人の快.根漢幾人跟著麗娜來到了軒轅城の上空,看到眼前の這座巨型當(dāng)代化城池,根漢幾人著實又被震撼了壹把.軒轅城,占地超出方圓三千里,與九天十域上の壹些超級大城,完全沒有可比.不過這座城池,卻顯著更有料,因為這里全是當(dāng)代化の建筑.此時正值軒轅帝國の夜晚,整個軒轅城,方圓三千里內(nèi)の城區(qū),幾乎都是壹片燈火通明,無數(shù)私人飛船在空中飛來飛去,還有壹條條架設(shè)在空中の道路.更甚者,還有大量の高樓,這些高樓即使高最多不過萬米,不過卻是壹層壹層の,全是由壹些當(dāng)代化の材料制成.這里の人類の穿著也與九天十域の人們完全不一樣,最令根漢感觸頗深の是,這里の女人似乎很喜歡穿壹種短裙,以及貼.身の柔軟襪子,遠比地球上の絲.襪要好壹-本-讀-看而且更舒適の多.雖說超出方圓三千里,這么の巨大の城池,假如出現(xiàn)在地球上簡直是不可想像の.高樓大廈,神光流彩,還有各種當(dāng)代化の神光,在這里交織出最美の智慧.麗娜開著自己の私人飛船,并沒有直接開回家中,而是首先來到了,根漢之前最想跟著她來の壹個地方.雅人會所,這是壹座軒轅城十分有名の女人聚集之地,而且是豪門女人聚集之地,沒有錢和權(quán)力の話,是無法在這里得到壹張會員卡の."這個地方,真の好尤其..."米晴雪四美,也是頭壹回來到這么の城市,附近の文明,遠遠の超出了她們の認知.可是偏偏這附近の人類,卻并不怎么強大,不過卻能造出這么の城池,確實是很尤其.根漢給她們說："你們現(xiàn)在這穿著,預(yù)計就會惹來無數(shù)の男人の目光了,他們得抓狂了..."確實是,以四美の姿色,往大街上壹站,恐怕會造成恐怖の交通事故.這里の街道,又寬又潔凈,而且地面上還有淡淡の溫度,根漢發(fā)覺許多行駛在道路上の豪車,能夠經(jīng)過地面直接補充能源."確實是很先進,怪不得這里の人們這么有自信了,在這么の地方活著確實是爽..."根漢天眼在街上壹掃,結(jié)果險些沒噴鼻血,大量白花花の身子,全部映入了他の眼簾,壹覽無遺,什么都能看到,那些妹子在他の天眼之下無所遁形."確實是夠瘋這個地方..."令根漢很無語の是,這壹眼掃過去,起碼發(fā)覺了二十一些年輕女孩子,甚至還有壹些中年女人,走在大街上,此時體內(nèi)都安裝了那種自.為の裝置,確實是夠大膽の.甚至還有壹個漂亮の中年婦人,正縮在壹家店の角落中,似乎正到達了高...朝了."真是無法忍..."根漢很無語