选择性必修 第三册 · 人教版
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8 温度和温标 气体实验定律的应用

免费读1262字2024-07-22

  老师:同学们大家好,今天我们一起学习温度和温标气体实验定律的应用。先看一下系统的概念,热学的研究对象是在给定范围内由大量微观粒子组成的物体或者物体系,我们称之为热力学系统,简称系统,系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。我们看示意图理解一下。说之前的学习经常碰见这样的问题,情境,用气缸和活塞说密闭了一部分气体作为研究对象,那这一部分maybe的气体是不就是一个热力学系统?这部分气体由大量的微观粒子组成,这些微观粒子是什么呢?说气体分子,这样来看,我们之前的学习是不已经接触过系统,只不过没有明确的提出来。

  老师:那我们接着看一下怎么描述系统。在机械运动中,为了描述一个物体的机械运动状态是不是用到坐标还有速度,那描述一个热力学系统,它的内部状态也需要一些参量,比如为了描述这系统的空间范围,我们引入了体积,为了描述的系统有外界的力的作用,我们引入压强。为了描述物体冷热程度,引入温度。那要想描述系统所含物质的多少,是不应该用物质的量,它们分别是几何餐量、力学餐量、热血餐量,还有化学餐量。我们继续看一下根据的系统内部它的状态参量是否还在发生变化。

  老师:我们可以把系统的状态分为平衡态还有非平衡态。那在没有外界影响的时候,经过足够长的时间,非平衡态可以转化为平衡态。从宏观的角度来看,一个气体系统,它的平衡态可以理解为压强、温度和浓度处处相同。理解平衡态的时候希望大家注意两点,第一点是这个平衡态,它是一种动态平衡,大家可以这么理解,对于一个密闭的气体系统,达到平衡态的时候说压强和浓度处处相同,也就是说这些气体分子没有宏观的定向移动了。可是气体分子是不是还在做无规则的热运度,体会一下这是一种动态平衡。

  老师:还有平衡态是一种理想情况,或者说是一种理想模型,描述了一个系统的平衡态。那我们看一下两个热力学系统由于它温度不相同,接触的时候是不是要发生热传地,那经过一段时间以后,二者的状态不再变化了,我们就说两个系统在传热方面是不达到了平衡,这种状态我们叫做两个系统处于热平衡状态。

  老师:看一下这个示意图,最开始的时候说系统a和系统b它温度不相同,要发生热传递,经过足够长的时间以后,热传递停止了,我们就说在系统a和系统b它处于热平衡了。我们继续看一下热平衡定律,大家可以自己念一下文字,可以看示意图,我们一块理解一下。

  老师:系统a和第三个系统c接触发生热平衡,那如果系统b和第三个系统c接触也处于热平衡状态,那根据热平衡定律可以推出。那如果a和b接触,它也处于热平衡这个定律,它也叫做热力学D0定律,大家自己体会一下。在潜意识里是不是有种感觉,这系统a和系统b是不是有一种共同的性质?一种什么性质?他们和c接触说都能发生热平衡,肯定有一个共同的性质,那我们把这个共同的性质给它挖掘出来,把表征这一共同热学性质的物理量给它定义成温度。换句话说,两个处于热平衡

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