从热平衡的建立过程来理解温度

从热平衡的建立过程来理解温度江苏省华罗庚中学物理组 周月平 213200[摘要]：本文从热平衡的建立过程来分析和理解有关温度的两个知识点：即温度与冷热程度的关系和温度与分子平均动能的关系。

从热平衡的建立过程来理解温度 213200 江苏省华罗庚中学物理组周月平 [] 摘要 ：本文从热平衡的建立过程来分析和理解有关温度的两个知识点：即温度与冷热程度 的关系和温度与分子平均动能的关系。其中重点分析了分子平均动能与温度的关系，分析过 ---- 程中采取了一般特殊一般的分析方法，分析过程和方法简单易懂，期望能帮助学生理解 “” 热学中的核心概念温度。 [] 关键词：热平衡温度分子平均动能冷热程度 温度时什么？对于刚接触热学的高中生来说，就只有两点认识：（一）温度就是物体的 冷热程度、（二）温度是分子热运动剧烈程度的标志。对于高中学生来说根本无法理解温度 这个概念的实质，从字面上很容易错误地理解为热的物体温度高，冷得物体温度低。（比如 相同温度的木头和铁块，用手去触摸后的感觉不一样）。教材中从布朗运动的剧烈程度的角 度分析，温度越高，分子运动越剧烈，于是可以得到温度越高，分子的平均动能越大的结论 [1] 。学生对这个结论的理解是没有任何问题的，但是教材中随后出现的：理想气体的热力学 [1] 温度与分子的平均动能成正比。这样的定量的关系，学生就无法理解了。分子的平均动能 ___ 与温度有这样的定量关系，而且与物质的状态无关？对于学生而言，这个知识点只能靠 记忆了，这样的话物理概念就成了毫无意义的知识记忆，没有任何物理内涵，也失去了物理 思想。如何帮助学生形象理解温度就显得非常有意义了。 下面我们从热平衡的建立过程来帮助我们理解温度的概念：我们知道，在于外界影响隔 绝的条件下，使两个物体相互接触，让它们之间发生传热，则热的物体变冷，冷得物体变热， 最终他们的冷热程度就相同了，即认为温度是相同的 经过一段时间后，。我们说，它们彼此 [2] 达到了热平衡状态。对于这个事实，我们可以用温度计测体温的例子来理解。热平衡建立 的过程从微观上来看就是运动着的分子的碰撞过程，碰撞过程看成是完全弹性碰撞，则碰撞 过程要满足动量守恒和系统机械能守恒，计算结果表明，分子间的碰撞过程实际上就是能量 [2] 当分子的平均动能相等时，能量不再传递，即达到了热平衡状态 传递过程，。对于这样的 认识，我们可以从用手触摸物体感觉冷热的例子来理解，如果物体的温度比手的温度高（则 物体中分子的运动剧烈），我们会感觉到烫，手发烫的过程实际上就是物体分子对手的碰撞 把能量传递给手的过程。如果物体的温度比手的温度低，我们会感觉到冷，手发冷的过程实 际上就是通过分子的碰撞把手上的能量传递给物体的过程。最终手何物体得温度会相同，则 。达到热平衡后有两大表现：宏观上物体的温度相同，微观上分子平均动 不会感觉到冷热了