Презентация на тему температура по физике. Презентация на тему температура

Презентация на тему "Температура" по физике в формате powerpoint. В данной презентации для школьников 10 класса подробна рассмотрена тема "Температура", дается понятие теплового равновесия, абсолютного ноля, рассмотрены в сравнении шкалы Цельсия и Кельвина. Презентация содержит задачи и тест по данной теме. Автор презентации: Кононов Геннадий Григорьевич, учитель физики.

Фрагменты из презентации

Повторение

• Назвать основные положения МКТ
• Что называется диффузией и от чего она зависит?
• От чего зависит скорость молекул?
• От чего зависит агрегатное состояние вещества?
• Назовите макроскопические и микроскопические параметры.

Тепловое равновесие

Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

Температура

При тепловом равновесии в системе не меняются объем и давление, не изменяются агрегатные состояния вещества, концентрации веществ. Но микроскопические процессы внутри тела не прекращаются и при тепловом равновесии: меняются положения молекул, их скорости при столкновениях. В системе тел, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, объемы и давления могут быть различными, а температуры обязательно одинаковы. Таким образом, температура характеризует состояние термодинамического равновесия изолированной системы тел.

Измерение температуры

Для измерения температуры служат специальные приборы - термометры. Их действие основано на том факте, что при изменении температуры, изменяются и другие физические параметры тела, например, такие, как давление и объем.

Шкала Цельсия:

• 0 оС - точка таяния льда
• 100 оС - точка кипения воды
• - 273 оС - самая низкая температура в природе

Газовый термометр

Особое место в физике занимают газовые термометры, в которых термометрическим веществом является разреженный газ (гелий, воздух) в сосуде неизменного объема, а термометрической величиной – давление газа p. Опыт показывает, что давление газа (при V = const) растет с ростом температуры, измеренной по шкале Цельсия.

Зависимость давления газа от температуры при V = const.

Экстраполируя график в область низких давлений, можно определить некоторую «гипотетическую» температуру, при которой давление газа стало бы равным нулю. Опыт показывает, что эта температура равна –273,15 °С и не зависит от свойств газа. Невозможно на опыте получить путем охлаждения газ в состоянии с нулевым давлением, так как при очень низких температурах все газы переходят в жидкие или твердые состояния.

Шкала Кельвина

• Английский физик У. Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления газа для построения новой температурной шкалы (шкала Кельвина). В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута:
• T = t + 273
• В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K. Например, комнатная температура t = 20 °С по шкале Кельвина равна T = 293 К.
• Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.

Абсолютный ноль температуры

предельная температура, при которой давление идеального газа обращается в ноль при данном объеме или объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении

Температура - мера кинетической энергии молекул

• Средняя кинетическая энергия движения молекул пропорциональна абсолютной температуре
• Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от ее массы. Броуновская частица, взвешенная в жидкости или газе, обладает такой же средней кинетической энергией, как и отдельная молекула, масса которой на много порядков меньше массы броуновской частицы.

Слайд 1

ТЕМПЕРАТУРА

Учитель физики ГБОУ СОШ №270 г. Санкт-Петербург ПАПЯН С. В.

Слайд 2

Особенности температуры

Особенности температуры как макроскопической характеристики газа: изменяется при изменении состояния газа; характеризует состояние теплового равновесия системы; указывает направление теплообмена; может быть измерена.

Слайд 3

Измерение температуры

Тело необходимо привести в тепловой контакт с термометром. Термометр должен иметь массу значительно меньше массы тела. Показание термометра следует отсчитывать только после наступления теплового равновесия.

Слайд 4

Термометры

Жидкостный термометр (ртуть: от -38 до 260 0С; глицерин: от -50 до 100 0С). Термопара (от -269 до 2300 0С). Термисторы – полупроводниковые приборы, сопротивление которых зависит от температуры. Газовые термометры.

Слайд 5

Температура тела – мера средней кинетической энергии движения молекул.

Какая физическая величина одинакова у любых тел при тепловом равновесии? Предположим, что при тепловом равновесии средние кинетические энергии молекул одинаковы. Из основного уравнения МКТ можно получить:

Слайд 6

Вывод: величина pV/N т.е. Ек=mv2/2 зависит только от температуры.

Рассмотрим эксперимент по измерению величины pV/N для 1 моль водорода и 1 моль кислорода.

Слайд 7

Разность полученных в эксперименте значений величины pV/N равна 1,38*10-21Дж. Разделим полученную величину на 100, и найдём, что одному градусу по Цельсию соответствует k=1,38*10-23 по Кельвину. k=1,38*10-23 Дж/К – постоянная Больцмана.

Постоянная Больцмана

Слайд 8

Абсолютная температура и абсолютный нуль

Из полученного равенства следует, что при Т = 0 должны равняться нулю или давление (т.е. движение и соударение молекул со стенками прекращается) или объём газа (т.е. сжатие до нуля). Отсюда понятие абсолютного нуля температуры (0 К) – температуры, при которой должно прекратиться движение молекул. Установим связь между абсолютной температурой и температурой по Цельсию: т. к. при t = 0 kT = 3,76*10 -21 Дж, где k = 1,38*10-23 Дж/K, то T = 3,76*10 -21/ 1,38*10-23 ≈ 273,15 (K) Таким образом Т ≈ t + 273

Презентация содержит материал по теме "Температура и ее измерение" и может быть использована в 8 кл. на уроке "Тепловое движение. Температура" и в 10 классе на уроке "Температура - мера средней кинетической энергии".

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Температура и ее измерение Выполнила: у читель физики гимназии № 12 г. Белгорода Кривчикова Г.П.

Температура и ее измерение До изобретения термометра о тепловом состоянии люди могли судить только по своим непосредственным ощущениям: тепло или прохладно, горячо или холодно.

Изобретение термометра В 1592 году Галилео Галилей создал первый прибор для наблюдений за изменениями температуры, назвав его термоскопом. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной стеклянной трубкой. Шарик нагревали, а конец трубки опускали в воду. Когда шарик охлаждался, давление в нем уменьшалось, и вода в трубке под действием атмосферного давления поднималась на определенную высоту вверх. При потеплении уровень воды в трубки опускался вниз. Недостатком прибора было то, что по нему можно было судить только об относительной степени нагрева или охлаждения тела, но шкалы у него не было

В 17 веке воздушный термоскоп был преобразован в спиртовой флорентийским ученым Торричелли. Прибор был перевернут шариком вниз, сосуд с водой удалили, а в трубку налили спирт. Действие прибора основывалось на расширении спирта при нагревании, - теперь показания не зависели от атмосферного давления. Это был один из первых жидкостных термометров. Показания приборов не согласовывались друг с другом, поскольку никакой конкретной системы при градуировке шкал не учитывалось. В 1694 году Карло Ренальдини предложил принять в качестве двух крайних точек температуру таяния льда и температуру кипения воды. В 1714 году Д. Г. Фаренгейт изготовил ртутный термометр.

Термометр (греч. θέρμη - тепло и μετρέω - измеряю) - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Виды термометров: Жидкостные Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

Механические термометры Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла

Электрические термометры Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды. Газовый термометр В конце XVIII в. Шарль установил, что одинаковое нагревание любого газа приводит к одинаковому повышению давления, если при этом объем остается постоянным. При изменении температуры зависимость давления газа при постоянном объёме выражается линейным законом. А отсюда следует, что давление газа (при V=const) можно принять в качестве количественной меры температуры. Соединив сосуд, в котором находится газ, с манометром и проградуировав прибор, можно измерять температуру по показаниям манометра. Наиболее точные результаты получаются, если в качестве рабочего тела использовать водород или гелий. Оптические термометры Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости

Температурные шкалы Шкала Ц ельсия В технике, медицине, метеорологии и в быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при нормальном атмосферном давлении.. Шкала предложена Андерсом Цельсием в 1742 г. это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 9/5 °С + 32. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724. Шкала Фаренгейта

Шкала Реомюра Предложена в 1730 году Р. А. Реомюром, Единица - градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками - температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R) 1 °R = 1,25° C. В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Шкала температур Кельвина Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином). Шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина. Единица абсолютной температуры - кельвин (К). Нижний предел температуры - абсолютный ноль, то есть наиболее низкая возможная температура, при которой в принципе невозможно извлечь из вещества тепловую энергию. Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C . Температура кипения воды равна 373 К, температура таяния льда 273 К. Число градусов Цельсия и кельвинов между точками замерзания и кипения воды одинаково и равно 100. Поэтому градусы Цельсия переводятся в кельвины по формуле Т= t °C + 273,15.

Самая высокая температура + 58 0 градусов в тени была зарегистрирована 13 сентября 1922 года в местечке Эль-Азизия в Ливии. Рекордная низкая температура на поверхности Земли -89 0 градусов отмечена 21 июля 1983 года на советской антарктической научной станции Восток. Самым же холодным обжитым местом является Оймякон (с населением 4 тысячи человек) в Якутии. Там температура опускалась почти до – 68 0 градусов. Самым теплым годом на планете за последние полтора столетия стал 1990 год. Самый резкий спад температуры, происшедший в течение суток, был зарегистрирован 23-24 января 1916 года в американском штате Монтана. Он составил 56 0 С (от +7 до -49 0 С) Наибольший перепад температур наблюдается в Якутии. На "полюсе холода", в Верхоянске, он достигает 106,7 0 С (от -70 0 зимой, до +36,7 0 летом). Самая высокая температура воды в океане - 404 0 С была зарегистрирована американской научно-исследовательской подводной лодкой у горячего источника в 480 километрах от западного побережья Северной Америки. Нагретая до столь высокой температуры вода не превращалась в пар из-за большого давления, так как источник находился на значительной глубине. Рекорды температуры

1 слайд

УРОК ФИЗИКИ В 10 КЛАССЕ Температура Учитель Кононов Геннадий Григорьевич СОШ № 29 Славянский район Краснодарского края

2 слайд

ПОВТОРЕНИЕ 1. Назвать основные положения МКТ 2. Что называется диффузией и от чего она зависит? 3. От чего зависит скорость молекул? 4. От чего зависит агрегатное состояние вещества? 5. Назовите макроскопические и микроскопические параметры.

3 слайд

ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

4 слайд

При тепловом равновесии в системе не меняются объем и давление, не изменяются агрегатные состояния вещества, концентрации веществ. Но микроскопические процессы внутри тела не прекращаются и при тепловом равновесии: меняются положения молекул, их скорости при столкновениях. В системе тел, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, объемы и давления могут быть различными, а температуры обязательно одинаковы. Таким образом, температура характеризует состояние термодинамического равновесия изолированной системы тел. ТЕМПЕРАТУРА

5 слайд

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Для измерения температуры служат специальные приборы - термометры. Их действие основано на том факте, что при изменении температуры, изменяются и другие физические параметры тела, например, такие, как давление и объем.

6 слайд

ШКАЛА ТЕРМОМЕТРА Шкала Цельсия: 0 оС - точка таяния льда 100 оС - точка кипения воды - 273 оС - самая низкая температура в природе

7 слайд

Шведский ученый Андерс Цельсий Шведский естествоиспытатель Карл Линней создатели шкалы "Цельсия"

8 слайд

ГАЗОВЫЙ ТЕРМОМЕТР Особое место в физике занимают газовые термометры, в которых термометрическим веществом является разреженный газ (гелий, воздух) в сосуде неизменного объема, а термометрической величиной – давление газа p. Опыт показывает, что давление газа (при V = const) растет с ростом температуры, измеренной по шкале Цельсия.

9 слайд

Зависимость давления газа от температуры при V = const. Экстраполируя график в область низких давлений, можно определить некоторую «гипотетическую» температуру, при которой давление газа стало бы равным нулю. Опыт показывает, что эта температура равна –273,15 °С и не зависит от свойств газа. Невозможно на опыте получить путем охлаждения газ в состоянии с нулевым давлением, так как при очень низких температурах все газы переходят в жидкие или твердые состояния.

10 слайд

ШКАЛА КЕЛЬВИНА Английский физик У. Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления газа для построения новой температурной шкалы (шкала Кельвина). В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута: T = t + 273 В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K. Например, комнатная температура t = 20 °С по шкале Кельвина равна T = 293 К. Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.

11 слайд

12 слайд

АБСОЛЮТНЫЙ НОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ – предельная температура, при которой давление идеального газа обращается в ноль при данном объеме или объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении

13 слайд

ТЕМПЕРАТУРА – МЕРА КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ Средняя кинетическая энергия движения молекул пропорциональна абсолютной температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от ее массы. Броуновская частица, взвешенная в жидкости или газе, обладает такой же средней кинетической энергией, как и отдельная молекула, масса которой на много порядков меньше массы броуновской частицы.

14 слайд

р = nkT k = 1,38·10 Дж/К - постоянная Больцмана Следствия: 1. при одинаковых давлениях и температурах концентрация молекул у всех газов одинакова 2. для смеси двух газов давление равно р = р1 + р2 ТЕМПЕРАТУРА И ДАВЛЕНИЕ – 23

В 1714 г. голландский учёный Д. Фаренгейт изготовил ртутный термометр. В 1730 г. французский физик Р. Реомюр предложил спиртовой термометр. В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур. Р. Реомюр лорд Кельвин

Любопытно, что …на самом деле шведский астроном и физик Цельсий предложил шкалу, в которой точка кипения воды была обозначена числом 0, а точка плавления льда – числом 100. Несколько позднее шкале Цельсия придал современный вид его соотечественник Штрёмер.

Это температура, при которой происходит ионизация атомов (которые теряют свои электроны), и материя переходит в четвертое состояние, называемое плазмой. (выше °С) Высокие температуры –

Самая высокая температура Получена в центре взрыва термоядерной бомбы – около млн°C. Максимальная температура, достигнутая в ходе управляемой термоядерной реакции на испытательной термоядерной установке ТОКАМАК в Принстонской лаборатории физики плазмы, США, в июне 1986 г., составляет 200 млн°C.

Криогенные температуры, обычно температуры, лежащие ниже точки кипения жидкого воздуха (около 80 К). Такие температуры принято отсчитывать от абсолютного нуля температуры (-273,15 С, или 0 К) и выражать в кельвинах (К). Для получения и поддержания низких температур обычно используют сжиженные газы. Низкие температуры -

Самая низкая температура Самая низкая температура, созданная человеком была получена в 1995 году Эриком Корнеллом и Карлом Виманом из США при охлаждении атомов рубидия.. Она была выше абсолютного нуля менее чем на 1/170 млрд долю градуса (5,9×1012).

Применение Разделение газов(Производство кислорода и азота) получения высокого вакуума(позволяют имитировать условия, характерные для космического пространства, и проводить испытания материалов и приборов в этих условиях.) в медицине. (локальное замораживание тканей, лечение мозговых опухолей, урологических и др. заболеваний. Длительного хранения живых тканей)

Как? Сжижение газов включает в себя несколько стадий, необходимых для перевода газа в жидкое состояние. Многие газы могут быть приведены в жидкое состояние путём простого охлаждения при нормальном атмосферном давлении, другие, как, например, диоксид углерода, требуют для этого также и повышения давления.

Применение В медицине и биологии (для консервации и длительного хранения крови, костного мозга, кровеносных сосудов и мышечной ткани) Хранение и перевозка пищевых продуктов в автомобильных и ж.-д. холодильниках Ракетная техника Криогенная вакуумная техника Микрокриогенные охлаждающие устройства Изучения фундаментальных свойств молекул газа (например, межмолекулярных сил взаимодействия Хранение газов