背叛者的历程热学基本物理量

2021年1月26日发(作者：白生祥)
学科：奥物

年级：初二

不分版本

期数：
2334


本周教学内容
：
热学基本物理量

经验谈

热学中的物理量有的定义有其自身的依据，也有些物理量是历史原因造成的，
文中向你介绍了各物理量的定义及来由。
你会对这些物理量有更清楚的理解。



内容综述

温度

1
．温度是表示物体冷热程度的物理量。是物体分子平均动能的标志。

2
．对温度的零点和分度方法做出的规定叫温度标准，简称温标。


⑴常见的三种温标


①．摄氏温标规定在一标准大气压下，水的冰点（冰水 混合物的温度）为
0
度，沸点为
100
度。
0
到
1 00
之间分为
100
等分，每一等分就是
1
摄氏度。摄
氏温 度用
t
表示，摄氏温度的单位是摄氏度，用℃表示。


②．华氏温 标规定在一标准大气压下，水的冰点为
32
度，沸点为
212
度。
其 间
180
等分，每一等分就是
1
华氏度。华氏温度一般用
t
F
表示并与摄氏温度
加以区分，华氏温度的单位是华氏度，用℉表示。


③．热力学温标（绝对温标）规定零下
273.15℃为
0
度（绝对零度）。 分
度值与摄氏温度相同，
即摄氏温标中的一度和热力学温标的一度相等。
热力学温度用
T
表示，单位是开尔文，简称开，用
K
表示。


⑵三种温度的换算关系



T
=
t
+273.15
3
．测量物体温度的工具或仪器叫温度计。



⑴．常用温度计根据液体热胀冷缩的性质测量温度的高低，所以叫液体
温度计。液体温度计的测 温物质是水银、酒精、煤油等液体。利用气体或固体热
胀冷缩的性质制成的温度计叫气体温度计或固体温 度计。
此外，
还有根据某些材
料电热特性制成的电子温度计。



⑵．用温度计测量物体温度的过程是热传递过程。当温度计的测温物质
和被测物体达 到热平衡时，
温度计的示数稳定。
在测温过程中，
测温物质吸收或
放出的热量 很少，所以温度计对被测物体的影响可忽略不计。

热量

1
．在热传递过程中，传递能量的多少叫热量

2
．热量是量度物体内能改变的物理量

3
．热量是一种形式的能量。所以热量的单位是焦耳。



燃烧值

1
．
1
千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的燃烧值。

2
．用
Q
表示燃料完全燃烧放出的热量，用
m
表示燃料的质 量，则燃料的燃
烧值
q
可以用公式表示为



3
．燃烧值是燃料的特征量，表示单位质量的燃料的放热本领。燃料贮存
的化学能来源于太阳能。


4
．燃烧值的单位是焦
/
千克。



比热容


1
．单位质量的某种物质，温度升高（或降低 ）1℃吸收（或放出）的热量，
叫这种物质的比热容。简称比热。


2．比热是表示“质量相等的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量
不等；吸收相等的热量，升高 的温度不同”这种物质特性的物理量。


3
．物质的比热可以用公式表示为




公式中 的
Q
、
m
、Δ
t
分别表示物体吸收或放出的热量、物体的质 量和温
度变化量。


4
．比热的单位是焦
/(
千克× ℃
)
。


5
．水的比热是
4.2×10
3
焦
/(
千克× ℃
)
，表示质量是
1
千克的水，温度
升高（或降低）1℃，吸收（或放 出）的热量是
4.2×10
3
焦。



要点讲解

摄氏温度和华氏温度的换算关系是如何确定的？

如前所述，可以根据换算关系式

对摄氏温度和华氏温度进行换
算。此式是根 据两温标的规定得出的，摄氏温标的
0
度和
100
度与华氏温标的
3 2
度和
212
度分别对应水的冰点和水的沸点，只不过是两温标的分度不一样。
对应某一摄氏温度
t
的华氏温度
t
F
，二者存在如下关系
可以得出换算关系式
。

，由此
热量和比热还有别的单位吗？

过去，
在人们还不知道热量是 能量的一种表现形式的情况下，
给热量的单位
做出了如下的规定：质量是
1
克 （千克）的水，温度升高或降低
1℃，吸收或放
出的热量叫
1
卡
（千 卡）
。
由此得到水的比热为
1
卡
/(
克× ℃
)
或
1
千卡
/(
千克
× ℃
)
等一系列和热量有关的物理量的单位。

在做功和热传递都可以改变物体 内能这一事实的基础上，以焦耳为代表的许
多科学家经过长时间的大量的研究工作，
最后得到功 和热量之间存在确定的数量
关系
:1
卡的热量跟
4.2
焦耳的功相当 。这个相当的关系在物理学上用等式
1
卡
=4.2
焦耳来表示，等式给出了热 量的单位卡和功的单位焦耳之间的换算关系，
叫做热功当量。在国际单位制中，功、热量、能量的单位都 是焦耳，卡或千卡不
是国际单位制的单位，
已经被废除。
但是由于历史原因，
卡这个单位长期沿用下
来，现在工程上和营养学上仍然使用它。

怎样理解比热的概念？

比热是反映物质热学特性的物理量。
不同种物质的比 热不同，
说明质量相等
的不同种物质升高相同的温度，
吸收的热量不相等。
质 量相等的两种物质相比较，
它们升高的温度相同时，
比热大的物质吸收的热量多，
比热 小的物质吸收的热量
少；
它们吸收相等的热量时，
比热小的物质温度升高得多，
比热大的物质温度升
高得少。这一特征和力学中的物体的惯性有些相似之处，在相同的外力作用下，< br>惯性小的物体运动状态变化快，
惯性大的物体运动状态变化慢。
对于确定的物质，
比热是一定的，
当质量一定时，
它温度升高、
降低的多少由吸、
放热的多少 决定。
比热的大小可以根据物质的质量的大小、
温度变化量和吸收、
放出热量的多少测
算得到。
但是比热的大小不由物体吸收、
放出热量的多少，
温度变化量和质量 的
大小决定，
比热是物质的特性，
它是由物质本身所决定的，
每一种物质有自 己的
比热。

物质比热的大小能否用实验的方法进行测量？

物质的 比热的大小是可以通过实验的方法进行测量的。
在热传递过程中，
如
果传递的热量Q
、物体的质量
m
和温度变化量Δ
t
都已知，可以通过比热的定 义
公式
计算出被测物质的比热值，由于向物体传
K
焦的热和对物体做
K
焦
的功对于改变物体内能是等效的，
所以用对物体做功使其温度发生变化的方法也< br>能够测量出物质的比热。

比热是物质特性，为什么一般不用测比热的方法鉴别物质？

我们一般用测量密度的方 法来鉴别物质，
主要原因是测量过程中涉及到的物
理量少，
只需要用天平测出待测物体 的质量，
用量杯或量筒量出物体的体积，
根
据公式
就能得到待测物质的密度。 测量密度的方法简单，测量误差也比较
小。
而在测量比热的过程中涉及到的物理量比较多，需要用天平测出待测物体的
质量，
用温度计测出物体的初温度和末温度，
而且还要 通过其它途径计算出不能
直接测量的热量，
测量方法复杂，
影响测量结果的因素较多，
测量误差不容易控
制。
把测密度的方法和测比热的方法相比较，
前者更符合方 法简单易行，
数据准
确的原则，所以很少用测量比热的方法来鉴别物质。



例题分析

例题一：图
16
—
1
是气体 温度计。用它来测量气温，当气温升高时，玻璃管
中的液面应该
________
。< br>当气温没有改变而大气压减小时，
由玻璃管中的液面变
化，观察者会误认为是气温
________
。


分析：
此温度计是伽利略根据气体的热胀 冷缩的性质制成的。先给球形容器
加热，
使里面的空气跑出一部分，
停止加热，
带颜色的液体就顺着玻璃管升上去，
这样就做成了一个温度计。此温度计的测温物质是空气。此温度计 测量气温时，