2018-2019學(xué)年高中物理 第7章 分子動理論 第4節(jié) 溫度和溫標(biāo)課件 新人教版選修3-3.ppt

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第七章,分子動理論,第四節(jié)溫度和溫標(biāo),課前預(yù)習(xí),1．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：在熱學(xué)中，把某個范圍內(nèi)________組成的研究對象叫作熱力學(xué)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(xué)參量________、熱學(xué)參量________。3．平衡態(tài)沒有外界影響的情況下系統(tǒng)所有性質(zhì)都不隨時間______________的狀態(tài)。,狀態(tài)參量與平衡態(tài),大量分子,相互作用,熱學(xué)性質(zhì),體積V,壓強(qiáng)p,溫度T,而變化的穩(wěn)定,1．熱平衡兩個相互接觸的熱力學(xué)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(dá)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(zhì)一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的________。,熱平衡與溫度,不再變化,熱平衡,熱平衡,共同性質(zhì),溫度,1．溫度計,溫度計與溫標(biāo),熱膨脹,電阻,壓強(qiáng),溫差,2.溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示法叫做溫標(biāo)。(1)攝氏溫標(biāo)：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，表示的溫度叫做________。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：規(guī)定攝氏溫標(biāo)的________℃為零值，這種表示溫度的方法即為熱力學(xué)溫標(biāo)。表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度(T)，單位為開爾文(K)。,冰水混合物,沸水,攝氏溫度,－273.15,(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度,t,攝氏度,T,開爾文,t＋273.15K,『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(xué)溫度粗略表示為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(yùn)動。(),,√,√,√,,『選一選』下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是()A．－136℃比136K溫度低B．0℃等于273.15KC．1℃就是1KD．升高1℃就是升高274.15K解析：熱力學(xué)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(jù)T＝t＋273.15K可知－136℃＝137.15K,0℃等于273.15K，A錯誤，B正確；由ΔT＝Δt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，水銀不能自動回到液泡，必須用力甩回去。,,課內(nèi)探究,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,1．平衡態(tài)的理解(1)熱力學(xué)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(yùn)動，只是分子運(yùn)動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運(yùn)動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)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(dá)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，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(guān)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(dá)到了熱平衡。達(dá)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(xué)第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)。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(biāo)準(zhǔn)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：(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)處于非平衡態(tài)；最終兩個系統(tǒng)之間的關(guān)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)。,(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(dá)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(dá)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基本原理解題指導(dǎo)：處理熱平衡問題時，應(yīng)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(dá)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(dá)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(xùn)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(yùn)動，容器突然停止運(yùn)動，容器內(nèi)的氣體D．開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)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(qiáng)、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(yùn)動突然停止時，容器內(nèi)氣體的溫度升高，壓強(qiáng)變大，故其不是平衡態(tài)，C錯；開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)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(guān)注天氣預(yù)報，適當(dāng)增減衣物。某市某天的天氣預(yù)報如下：今日天氣多云，溫度29℃～19℃。天氣預(yù)報中所說的溫度用熱力學(xué)溫度表示是多少呢？提示：302K～292K,探究二溫度與溫標(biāo),,1．“溫度”含義的兩種說法,2.溫度計測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(dá)到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。3．溫標(biāo)(1)常見的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。(2)溫標(biāo)要素：第一選擇某種具有測溫屬性的測溫物質(zhì)；第二了解測溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)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(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo),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(xué)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(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是()A．－136℃比136K溫度高B．0℃等于273.15KC．1℃就是1KD．升高1℃就是升高274.15K解題指導(dǎo)：熟練應(yīng)用T＝t＋273.15K是解決有關(guān)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度換算的基礎(chǔ)；就分度而言，1℃和1K相當(dāng)，即ΔT＝Δt。解析：熱力學(xué)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(jù)T＝t＋273.15K可知－136℃＝137.15K,0℃等于273.15K，A、B正確；由ΔT＝Δt判斷C、D錯誤。,AB,〔對點訓(xùn)練2〕(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是()A．熱力學(xué)溫度的零值等于－273.15℃B．溫度升高1℃就是升高了1KC．絕對零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)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(xué)溫度(T)與攝氏溫度(t)的關(guān)系T＝t＋273.15K可知A、B正確。另外，絕對零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)不可能達(dá)到，故C正確。熱力學(xué)溫度的單位“K”是國際單位制的基本單位，故D錯。,ABC,素養(yǎng)提升,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(dá)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(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)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(guān)系來測量溫度的。(3)氣體溫度計是根據(jù)氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系來測量溫度的。(4)電偶溫度計是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小不同來測量溫度的。,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(dá)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(dá)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(dāng)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。,