1、第七章第七章 分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論研究物理問(wèn)題研究物理問(wèn)題研究對(duì)象研究對(duì)象一個(gè)物體一個(gè)物體多個(gè)物體多個(gè)物體系統(tǒng)系統(tǒng)研究的問(wèn)題不同研究的問(wèn)題不同選取的選取的系統(tǒng)系統(tǒng)常不同常不同例如：例如：測(cè)定某金測(cè)定某金屬塊的比屬塊的比熱容實(shí)驗(yàn)熱容實(shí)驗(yàn)熱學(xué)研熱學(xué)研究對(duì)象究對(duì)象系統(tǒng)以外的物質(zhì)統(tǒng)稱為系統(tǒng)以外的物質(zhì)統(tǒng)稱為外界外界(或或環(huán)境環(huán)境)熱力學(xué)熱力學(xué)系系 統(tǒng)統(tǒng)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(tǒng)物體系統(tǒng)一般說(shuō)來(lái)熱力學(xué)系統(tǒng)，要研究以下幾個(gè)的性質(zhì)：一般說(shuō)來(lái)熱力學(xué)系統(tǒng)，要研究以下幾個(gè)的性質(zhì)： 描述系統(tǒng)在電、磁場(chǎng)作用下的性描述系統(tǒng)在電、磁場(chǎng)作用下的性 質(zhì)，如質(zhì)，如電場(chǎng)強(qiáng)

2、度電場(chǎng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度等。等。 幾何性質(zhì)幾何性質(zhì) 描述系統(tǒng)的描述系統(tǒng)的大小大小、形狀形狀、體積體積等。等。力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì) 描述系統(tǒng)的描述系統(tǒng)的壓強(qiáng)壓強(qiáng)、應(yīng)力應(yīng)力、表面張力表面張力等。等。熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì) 描述系統(tǒng)描述系統(tǒng)溫度溫度。電磁性質(zhì)電磁性質(zhì)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(nèi)氧氣在溫度為，其內(nèi)氧氣在溫度為20oC時(shí)的氣壓為時(shí)的氣壓為5atm。描寫(xiě)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量描寫(xiě)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量 如：一輛汽車經(jīng)過(guò)礦一門(mén)口時(shí)的速度為如：一輛汽車經(jīng)過(guò)礦一門(mén)口時(shí)的速度為10m/s，加速度為加速度為1m/s2。-熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)-幾何性質(zhì)幾何性質(zhì)-力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)n（1）溫

3、度）溫度n（2）體積）體積n（3）壓強(qiáng)）壓強(qiáng)2、氣體的狀態(tài)參量、氣體的狀態(tài)參量 對(duì)于一個(gè)對(duì)于一個(gè)封閉封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后，系統(tǒng)整體的宏觀性質(zhì)將間后，系統(tǒng)整體的宏觀性質(zhì)將不隨時(shí)間而變不隨時(shí)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(tǒng)各部分的狀態(tài)系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量達(dá)到穩(wěn)定參量達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱平衡態(tài)平衡態(tài)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：系統(tǒng)的系統(tǒng)的所有性質(zhì)所有性質(zhì)都都不不隨時(shí)間隨時(shí)間變化變化0oC2atm5atm60oC絕熱絕熱k10oC5atm50oC6atm絕熱絕熱力學(xué)平衡力學(xué)平衡具有一種相同具有一種相同的的力學(xué)力學(xué)性質(zhì)性質(zhì)壓強(qiáng)壓強(qiáng)+-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(xué)電學(xué)性質(zhì)性質(zhì)電勢(shì)電勢(shì)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(xué)熱學(xué)性質(zhì)性質(zhì)溫度溫度系統(tǒng)間的相互作用系統(tǒng)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(shuō)明兩帶電體原來(lái)就已經(jīng)說(shuō)明兩帶電體原來(lái)就已經(jīng)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(shì)電勢(shì)）若兩個(gè)系統(tǒng)接觸后，它們?nèi)魞蓚€(gè)系統(tǒng)接觸后，它們的熱學(xué)狀態(tài)不發(fā)生變化。的熱學(xué)狀態(tài)不發(fā)生變化。說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)就已經(jīng)說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)就已經(jīng)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(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)若兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)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(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律)溫度和溫標(biāo)溫度和溫標(biāo)溫溫度度 一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度溫度溫度溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)具有的共同兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)具有的共同性質(zhì)是溫度相同性質(zhì)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(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量標(biāo)志物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)標(biāo)志物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)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(gè)系統(tǒng)與是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量平衡狀態(tài)的物理量標(biāo)志物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)標(biāo)志物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度則熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度-微觀上微觀上溫標(biāo)：溫標(biāo)：定量描述溫度的方法叫溫標(biāo)。定量描述溫度的方法叫溫

7、標(biāo)。 建立一種溫標(biāo)的三要素：建立一種溫標(biāo)的三要素：選擇測(cè)溫物質(zhì)選擇測(cè)溫物質(zhì)（水銀（水銀/鉑鉑/氣體氣體/熱電偶）熱電偶）確定測(cè)溫屬性確定測(cè)溫屬性（體積（體積/電阻電阻/壓強(qiáng)壓強(qiáng)/電動(dòng)勢(shì)）電動(dòng)勢(shì)）水銀的體積，金屬電阻，氣體壓強(qiáng)，熱電偶水銀的體積，金屬電阻，氣體壓強(qiáng)，熱電偶的電動(dòng)勢(shì)等隨溫度的變化的電動(dòng)勢(shì)等隨溫度的變化選定溫度零點(diǎn)和分度方法選定溫度零點(diǎn)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(biāo)種類溫標(biāo)種類攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo) (攝氏度攝氏度t , 單位：?jiǎn)挝唬?C) 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為零度標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)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(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫

8、標(biāo) (熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度T,單位：?jiǎn)挝唬洪_(kāi)爾文開(kāi)爾文 K）七個(gè)基本物理量之一七個(gè)基本物理量之一 T=273.15+t (K) T=t說(shuō)明說(shuō)明 溫度的國(guó)際制單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為溫度的國(guó)際制單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為K在在今后各種相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算中，一定要牢記今后各種相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算中，一定要牢記將溫將溫度單位轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度即開(kāi)爾文度單位轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度即開(kāi)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(yuǎn)的；是相隔甚遠(yuǎn)的； 一般情況下，一般情況下，0K是低溫的極限，只能無(wú)是

9、低溫的極限，只能無(wú)限接近，但不能達(dá)到。限接近，但不能達(dá)到。 若兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那若兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。么這兩個(gè)系統(tǒng)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(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律)問(wèn)題問(wèn)題: 為了判斷兩個(gè)物體的溫度是否相同為了判斷兩個(gè)物體的溫度是否相同,可使用可使用溫度計(jì)溫度計(jì).試根據(jù)熱平衡定律說(shuō)明其中的原理試根據(jù)熱平衡定律說(shuō)明其中的原理.溫度計(jì)與溫標(biāo)溫度計(jì)與溫標(biāo)溫標(biāo)溫標(biāo) 溫度的數(shù)值表示法溫度的數(shù)值表示法建立一種溫標(biāo)的建立一種溫標(biāo)的三要素三要素：選擇某種物質(zhì)（叫做選擇某種物質(zhì)（叫做測(cè)溫物質(zhì)測(cè)溫物質(zhì)）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(cè)溫屬性測(cè)溫屬性）來(lái)標(biāo)志溫度；）來(lái)標(biāo)志溫度；選定固定點(diǎn)（規(guī)定零點(diǎn)）；選定固定點(diǎn)（規(guī)定零點(diǎn)）；對(duì)測(cè)溫屬性隨溫度的變化關(guān)系作出規(guī)定（即規(guī)對(duì)測(cè)溫屬性隨溫度的變化關(guān)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(jì)水銀溫度計(jì)水銀的熱膨脹水銀的熱膨脹電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)金屬電阻隨溫度變化金屬電阻隨溫度變化氣體溫度計(jì)氣體溫度計(jì)氣體壓強(qiáng)隨溫度變化氣體壓強(qiáng)隨溫度變化攝氏溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0oC標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)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(xué)溫標(biāo)：熱力學(xué)溫標(biāo)：熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中七個(gè)熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量基本物理量之一，之一，用符號(hào)用符號(hào)T表示，單位是表示，單位是開(kāi)爾文開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱開(kāi)開(kāi)，符號(hào)為，符號(hào)為K。開(kāi)氏溫度開(kāi)氏溫度T與攝氏溫度與攝氏溫度t的關(guān)系是：的關(guān)系是：T = t + 273.15 KT = t兩個(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)舨话l(fā)生兩個(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)舨话l(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(guān)于熱力學(xué)溫度

12、的說(shuō)法中，正確的是下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中，正確的是( ) A熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)是熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)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(nèi)，將一只溫度計(jì)從酒精中拿出，左右的室內(nèi)，將一只溫度計(jì)從酒精中拿出，觀察它的示數(shù)變化情況是（觀察它的示數(shù)變化情況是（ ）A A溫度計(jì)示數(shù)上升溫度計(jì)示數(shù)上升B B溫度計(jì)示數(shù)下降溫度計(jì)示數(shù)下降C C溫度計(jì)示數(shù)不變溫度計(jì)示數(shù)不變D D示數(shù)先下降后上升示數(shù)先下降后上升D一支玻璃管一端與一個(gè)雞蛋一支玻璃管一端與一個(gè)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(nèi)吸人一段水柱。當(dāng)氣溫管內(nèi)吸人一段水柱。當(dāng)氣溫變化時(shí)，玻璃泡中氣體壓強(qiáng)變化時(shí)，玻璃泡中氣體壓強(qiáng)會(huì)隨著變化，從而使玻璃管會(huì)隨著變化，從而使玻璃管內(nèi)水柱高度發(fā)生變化。根據(jù)內(nèi)水柱高度發(fā)生變化。根據(jù)管內(nèi)水柱高度的變化就可測(cè)管內(nèi)水柱高度的變化就可測(cè)出相應(yīng)的溫度。出相應(yīng)的溫度。說(shuō)明說(shuō)明“伽利略溫度計(jì)伽利略溫度計(jì)”的測(cè)的測(cè)溫物質(zhì)和測(cè)溫屬性。溫物質(zhì)和測(cè)溫屬性。 實(shí)際應(yīng)用中，常用到一實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)它是利種雙金屬溫度計(jì)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(shí)，左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會(huì)增大，則下其彎曲程度會(huì)增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的列各種相關(guān)敘述中正確的有有 ( )雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)圖圖741 A該溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬該溫度計(jì)的測(cè)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(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)工作的雙金屬溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)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)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 解析：雙金屬溫度計(jì)是利用熱膨脹系數(shù)不解析：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(lái)工作的，隨溫度變化的原理來(lái)工作的，A、B選項(xiàng)是正確選項(xiàng)是正確的圖的圖7 4一一l左圖中加熱時(shí)，雙金屬片彎曲程左圖中加熱時(shí)，雙金屬片彎曲程度增大，即進(jìn)一步向上彎曲，說(shuō)明雙金屬片下層度增大，即進(jìn)一步向上