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1、物 理選修選修3-3 人教版人教版第七章分子動理論分子動理論第四節(jié)溫度和溫標第四節(jié)溫度和溫標明確熱平衡與溫度的概念明確熱平衡與溫度的概念理解熱力學溫度與攝氏溫度的關系理解熱力學溫度與攝氏溫度的關系了解溫度計的原理了解溫度計的原理1 1課前預習課前預習2 2課內探究課內探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達標課堂達標5 5課時作業(yè)課時作業(yè)課課 前前 預預 習習 1熱力學系統(tǒng)和外界 (1)熱力學系統(tǒng)：在熱學中，把某個范圍內_組成的研究對象叫作熱力學系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。 (2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生_的其他物體統(tǒng)稱為外界。 2狀態(tài)參量 描述系統(tǒng)_的物理量，常用物理量有幾何參量_、力學參量_、熱學參量_
2、。 3平衡態(tài) 沒有外界影響的情況下系統(tǒng)所有性質都不隨時間_的狀態(tài)。狀態(tài)參量與平衡態(tài)狀態(tài)參量與平衡態(tài)大量分子大量分子相互作用相互作用熱學性質熱學性質體積體積V壓強壓強p溫度溫度T而變化的穩(wěn)定而變化的穩(wěn)定 1熱平衡 兩個相互接觸的熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)參量_。 2熱平衡定律 如果兩個系統(tǒng)與第三個系統(tǒng)達到_，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于_。 3溫度 表征熱平衡系統(tǒng)的“_”的物理量。 4熱平衡的性質 一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的_。熱平衡與溫度熱平衡與溫度不再變化不再變化熱平衡熱平衡熱平衡熱平衡共同性質共同性質溫度溫度 1溫度計溫度計與溫標溫度計與溫標熱膨脹熱膨脹 電阻電阻 壓強壓強 溫差溫差 2.
3、溫標 溫度的數(shù)值表示法叫做溫標。 (1)攝氏溫標：規(guī)定標準大氣壓下_的溫度為0，_的溫度為100，在0和100之間分成100等份，每一等份就是1，這種表示溫度的方法即為攝氏溫標，表示的溫度叫做_。 (2)熱力學溫標：規(guī)定攝氏溫標的_為零值，這種表示溫度的方法即為熱力學溫標。表示的溫度叫做熱力學溫度(T)，單位為開爾文(K)。冰水混合物冰水混合物沸水沸水攝氏溫度攝氏溫度273.15 (3)攝氏溫度與熱力學溫度t 攝氏度攝氏度 T 開爾文開爾文 t273.15K 判一判 (1)溫度可以從高溫物體傳遞到低溫物體。( ) (2)處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等。( ) (3)0的溫度可以用熱力學溫度
4、粗略表示為273K。( ) (4)溫度升高了10也就是升高了10K。( ) (5)在絕對零度附近分子已停止熱運動。( ) 選一選 下列關于熱力學溫度的說法中，正確的是( ) A136比136K溫度低 B0等于273.15K C1就是1K D升高1就是升高274.15K 解析：熱力學溫度和攝氏溫度是表示溫度的不同方法，它們最大的區(qū)別就是規(guī)定的零點不同，但每一度的大小是一樣的。 根據Tt273.15K可知136137.15K,0等于273.15K，A錯誤，B正確；由Tt判斷C、D錯誤。B 想一想 體溫計的測溫原理是什么？量完體溫后為什么必須甩一下？ 答案：體溫計利用了熱平衡原理；量完體溫后，水銀不
5、能自動回到液泡，必須用力甩回去。課課 內內 探探 究究 如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？探究一平衡態(tài)與熱平衡探究一平衡態(tài)與熱平衡 1平衡態(tài)的理解 (1)熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化，而力學中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。 (2)平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，由外界影響，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化。 (3)兩個系統(tǒng)達到平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸
6、，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。 (4)平衡態(tài)不是熱平衡：平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的，是系統(tǒng)的狀態(tài)，熱平衡是對兩個接觸的系統(tǒng)之間的關系而言的。分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時，它們的狀態(tài)可能會發(fā)生變化，直到溫度相同時，兩個系統(tǒng)便達到了熱平衡。達到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。 2熱平衡定律的意義 熱平衡定律又叫熱力學第零定律，為溫度的測量提供了理論依據。因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標準
7、物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。特別提醒：特別提醒：(1)兩個溫度不同的物體相互接觸時，這兩個物體組成的系統(tǒng)處兩個溫度不同的物體相互接觸時，這兩個物體組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)；最終兩個系統(tǒng)之間的關系是熱平衡。于非平衡態(tài)；最終兩個系統(tǒng)之間的關系是熱平衡。(2)兩個溫度不同的物體，各自可能處于平衡態(tài)。兩個溫度不同的物體，各自可能處于平衡態(tài)。 (多選)下列說法正確的是( ) A兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們一定具有相同的熱量 B如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡 C溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的惟一物理量 D熱平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的
8、基本原理 解題指導：處理熱平衡問題時，應把握以下兩點： (1)發(fā)生熱交換時，高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量； (2)達到熱平衡時，系統(tǒng)一定具有相同的溫度，其他參量未必相同。BCD 解析：熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量溫度，故A項錯誤，C項正確；由熱平衡定律，若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度便等于B的溫度，這也是溫度計用來測量溫度的基本原理，故B、D項也正確。 對點訓練1(多選)下列狀態(tài)處于熱平衡態(tài)的是( ) A將一金屬塊放在沸水中加熱足夠長的時間 B冰水混合物處在0環(huán)境中 C一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動，容器突然停止運動，容器內的氣體 D開空調2分鐘內
9、教室內的氣體 解析：系統(tǒng)處于熱平衡態(tài)時，其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變，金屬塊放在沸水中加熱足夠長的時間，冰水混合物在0環(huán)境中，其溫度、壓強、體積都不再變化，是平衡態(tài)，故A、B對；一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動突然停止時，容器內氣體的溫度升高，壓強變大，故其不是平衡態(tài)，C錯；開空調2分鐘內教室內的氣體，溫度、體積均要變化，故其不是平衡態(tài)，D錯。AB 四季變換，陰晴冷暖，我們每天都會關注天氣預報，適當增減衣物。某市某天的天氣預報如下：今日天氣多云，溫度2919。 天氣預報中所說的溫度用熱力學溫度表示是多少呢？ 提示：302K292K探究二溫度與溫標探究二溫度與溫標 1“溫度”含義的兩種說法 2.溫度計測
10、量原理 一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計與待測物體接觸，達到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。 3溫標 (1)常見的溫標有攝氏溫標、華氏溫標、熱力學溫標。 (2)溫標要素：第一選擇某種具有測溫屬性的測溫物質；第二了解測溫物質隨溫度變化的函數(shù)關系；第三確定溫度零點和分度的方法。 (3)溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標和熱力學溫標 特別提醒：(1)溫度計的熱容量必須很小，與待測物體接觸時，幾乎不改變待測物體狀態(tài)。 (2)熱力學溫度單位(開爾文)是國際單位制中七個基本單位之一。 (多選)下列關于熱力學溫度的說法中，正確的是( ) A136比136K溫度高B0等于273.15K C1就是1
11、K D升高1就是升高274.15K 解題指導：熟練應用Tt273.15K是解決有關熱力學溫度與攝氏溫度換算的基礎；就分度而言，1和1K相當，即Tt。 解析：熱力學溫度和攝氏溫度是表示溫度的不同方法，它們最大的區(qū)別就是規(guī)定的零點不同，但每一度的大小是一樣的。根據Tt273.15K可知136137.15K,0等于273.15K，A、B正確；由Tt判斷C、D錯誤。AB 對點訓練2 (多選)下列關于熱力學溫度的說法中，正確的是( ) A熱力學溫度的零值等于273.15 B溫度升高1就是升高了1K C絕對零度是低溫的極限，永遠達不到 D溫度的單位“”是國際單位制中的基本單位 解析：由熱力學溫度(T)與攝
12、氏溫度(t)的關系Tt273.15K可知A、B正確。另外，絕對零度是低溫的極限，永遠不可能達到，故C正確。熱力學溫度的單位“K”是國際單位制的基本單位，故D錯。ABC素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升 1溫度計測溫原理 一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計與待測物體接觸，達到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。 2幾種常見溫度計的測溫原理 (1)水銀溫度計是根據液體熱脹冷縮的性質來測量溫度的。 (2)金屬電阻溫度計是利用金屬的電阻與溫度的關系來測量溫度的。 (3)氣體溫度計是根據氣體壓強與溫度的關系來測量溫度的。 (4)電偶溫度計是根據不同導體因溫差產生電動勢的大小不同來測量溫度的。溫度計的使用溫度計的使用D 解析：題中將少量水倒入另一燒杯，測量有兩處錯誤：其一，少量水不能完全浸沒溫度計玻璃泡，達熱平衡時測量的不是水的溫度；其二，少量水倒入另一燒杯，這少量水與另一燒杯又達到一個熱平衡，溫度已改變，再用溫度計測量時，測出的是這個熱平衡狀態(tài)的溫度，而不是待測水的溫度了。所以小寧A、B找對了。題中C項讀數(shù)小寧找得對，但小寧在D選項中要把溫度計取出來讀數(shù)就不對了，當把溫度計取出時，在空氣中它與空氣間存在溫度差，有熱交換會失去原來的熱平衡，示數(shù)變化。
物理 第7章 分子動理論 第4節(jié) 溫度和溫標 新人教版選修3-3
