高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 課時(shí)4 溫度和溫標(biāo)課件 新人教版選修33

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1、第七章分 子 動(dòng) 理 論目標(biāo)定位1.知道平衡態(tài)及系統(tǒng)的狀態(tài)參量.2.明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的關(guān)系.3.了解溫度計(jì)的原理，知道熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系.學(xué)案4溫度和溫標(biāo)知識(shí)探究自我檢測(cè)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)在力學(xué)中，為了確定物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，我們使用了位移和速度這兩個(gè)物理量.在熱學(xué)中如果我們要研究一箱氣體的狀態(tài)，需要哪些物理量呢？答案體積、壓強(qiáng)和溫度.問(wèn)題設(shè)計(jì)知識(shí)探究1.熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的一個(gè)研究對(duì)象.2.熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量(1)體積V：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的.(2)壓強(qiáng)p：系統(tǒng)的力學(xué)參量，它可以描述系統(tǒng)的 性質(zhì).(3)溫度T：系統(tǒng)的熱學(xué)參量，它可以

2、確定系統(tǒng)的 程度.空間范圍力學(xué)要點(diǎn)提煉冷熱3.對(duì)平衡態(tài)的理解(1)在沒(méi)有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)的各部分的狀態(tài)參量達(dá)到 ，即達(dá)到平衡態(tài).(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.穩(wěn)定延伸思考處于平衡態(tài)的系統(tǒng)，其內(nèi)部分子是否停止了運(yùn)動(dòng)？答案不是.熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化.二、熱平衡與溫度用手心握住體溫計(jì)玻璃泡，觀察到體溫計(jì)的示數(shù)逐漸上升.當(dāng)上升到36 C左右時(shí)，為什么不再上升？當(dāng)把它立即放入40 C的水中時(shí)，你又看到什么現(xiàn)象？答案體溫計(jì)與人體溫度相同時(shí)，不再上

3、升；又會(huì)上升.問(wèn)題設(shè)計(jì)1.熱平衡：兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸而傳熱，它們的狀態(tài)參量將改變.但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，狀態(tài)參量就 ，這說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)于傳熱來(lái)說(shuō)已經(jīng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫做熱平衡.2.熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于 ，這個(gè)結(jié)論稱(chēng)為熱平衡定律.不再變化了要點(diǎn)提煉熱平衡3.理解熱平衡的兩個(gè)層面(1)原來(lái)兩個(gè)系統(tǒng)不是熱平衡，接觸后最終達(dá)到熱平衡.(2)原來(lái)兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，再接觸，兩個(gè)系統(tǒng)它們的狀態(tài) .不發(fā)生變化4.熱平衡與溫度(1)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的 .(2)溫度計(jì)的測(cè)溫原理若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B處于熱平衡，則A的溫度

4、 B的溫度，這就是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理.溫度等于三、溫度計(jì)與溫標(biāo)如圖1所示，伽利略溫度計(jì)是利用玻璃管內(nèi)封閉的氣體作為測(cè)量物質(zhì)制成的，當(dāng)外界溫度越高時(shí)，細(xì)管內(nèi)的水柱越高嗎？問(wèn)題設(shè)計(jì)圖1答案由熱脹冷縮可知，當(dāng)外界溫度越高時(shí)，氣體膨脹越厲害，則細(xì)管內(nèi)的水柱越低.1.幾種溫度計(jì)的測(cè)量原理(1)水銀溫度計(jì)是根據(jù)水銀 的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度的.(2)金屬電阻溫度計(jì)是根據(jù)金屬的電阻隨 的變化來(lái)測(cè)量溫度的.(3)氣體溫度計(jì)是根據(jù)氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系來(lái)測(cè)量溫度的.(4)熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生的來(lái)測(cè)量溫度的.熱脹冷縮要點(diǎn)提煉溫度電動(dòng)勢(shì)的大小2.溫標(biāo)要素第一，選擇某種具有測(cè)溫屬性的 ；第二，了解測(cè)溫

5、物質(zhì)隨 變化的函數(shù)關(guān)系；第三，確定溫度零點(diǎn)和分度的方法.3.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為 ，水的沸點(diǎn)為 ，在0 和100 之間均勻分成 等份，每份算做1 .測(cè)溫物質(zhì)溫度0 100 100(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫標(biāo)也叫 .熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫 .用符號(hào) 表示，單位是 ，符號(hào)為 .(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T(mén).(4)注意：攝氏溫標(biāo)的1 的分格與熱力學(xué)溫標(biāo)1 K的分格是等價(jià)的，故用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度和攝氏溫標(biāo)表示的溫度，雖然起點(diǎn)不同，但表示溫度的溫度差是相同的，即Tt.絕對(duì)溫標(biāo)t273.15

6、 K熱力學(xué)溫度T開(kāi)爾文K“1 K1 ”對(duì)嗎？答案在表示溫度差時(shí)“1 K1 ”是正確的，即Tt.但在表示溫度高低時(shí)卻不正確.延伸思考典例精析一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)例1下列說(shuō)法中正確的是()A.狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)時(shí)各部分的參量不發(fā)生變化B.當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會(huì)相同C.只有處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D.兩物體發(fā)生熱傳遞時(shí)，它們組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)解析處于非平衡狀態(tài)的系統(tǒng)也有狀態(tài)參量，而且參量會(huì)發(fā)生變化.經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，系統(tǒng)若不受外界影響就會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)，各部分狀態(tài)參量將會(huì)相同，故B項(xiàng)正確，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；處于熱傳遞過(guò)程中

7、的兩系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案B二、熱平衡與溫度例2關(guān)于熱平衡，下列說(shuō)法正確的是()A.系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的狀態(tài)B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，冰水混合物與0 C的水未達(dá)到熱平衡C.量體溫時(shí)溫度計(jì)需和身體接觸十分鐘左右是為了讓溫度計(jì)跟身體達(dá)到熱平衡D.冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)解析兩系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)的標(biāo)志是它們的溫度相同，或者說(shuō)它們的冷熱程度相同，所以A、C、D對(duì)，B錯(cuò).答案ACD三、溫度計(jì)與溫標(biāo)例3關(guān)于溫度與溫標(biāo)，下列說(shuō)法正確的是()A.溫度與溫標(biāo)是一回事，所以熱力學(xué)溫標(biāo)也稱(chēng)為熱力學(xué)溫度B.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值C.攝氏溫度升高3 C，在熱力學(xué)溫標(biāo)中溫

8、度升高276.15 KD.熱力學(xué)溫度每一度的大小與攝氏溫度每一度的大小相等解析溫標(biāo)是溫度數(shù)值的表示方法，所以溫度與溫標(biāo)是不同的概念，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度稱(chēng)為熱力學(xué)溫度，選項(xiàng)A錯(cuò).攝氏溫度可以取負(fù)值，但是熱力學(xué)溫度不能取負(fù)值，因?yàn)闊崃W(xué)溫度的零點(diǎn)是低溫的極限，故選項(xiàng)B錯(cuò).攝氏溫度的每一度與熱力學(xué)溫度的每一度的大小相等，選項(xiàng)D正確.攝氏溫度升高3 C，也就是熱力學(xué)溫度升高了3 K，故選項(xiàng)C錯(cuò).答案D針對(duì)訓(xùn)練(1)水的沸點(diǎn)是 K.(2)絕對(duì)零度是 K.(3)某人體溫是36.5，也可以說(shuō)體溫為 K，此人體溫升高1.5，也可以說(shuō)體溫升高 K.100373273.150309.51.5自我檢測(cè)1.(狀態(tài)

9、參量與平衡態(tài))下列狀態(tài)中處于平衡態(tài)的是()A.將一金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間B.冰水混合物處在0 C環(huán)境中C.突然被壓縮的氣體D.開(kāi)空調(diào)2分鐘內(nèi)教室中的氣體解析系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變.金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，冰水混合物在0 C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(duì)；突然被壓縮的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，故其不是平衡態(tài)，C錯(cuò)；開(kāi)空調(diào)2分鐘內(nèi)教室中的氣體溫度、體積均要變化，故其不是平衡態(tài)，D錯(cuò).答案AB2.(熱平衡與溫度)下列說(shuō)法正確的是()A.兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量B.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)也必

10、定處于熱平衡C.溫度是決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D.熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理解析處于熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量溫度，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；由熱平衡定律可知，若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)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(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理，故B、D兩項(xiàng)也正確.故正確答案為B、C、D.答案BCD3.(溫度計(jì)與溫標(biāo))嚴(yán)冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下魚(yú)兒仍在游動(dòng).為了測(cè)出冰下水的溫度，徐強(qiáng)同學(xué)在冰上打了一個(gè)洞，拿來(lái)一支實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)，用下列四種方法測(cè)水溫，正確的做法是()A.用線(xiàn)將溫度計(jì)拴牢從洞中放入水里，待較長(zhǎng)時(shí)間后從水中提出，讀出示

11、數(shù)B.取一空的塑料飲水瓶，將溫度計(jì)懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿(mǎn)瓶后待較長(zhǎng)時(shí)間，然后將瓶提出，立即讀出溫度計(jì)的示數(shù)C.若溫度計(jì)顯示的示數(shù)為攝氏溫度4，即熱力學(xué)溫度4 KD.若溫度計(jì)顯示的示數(shù)為攝氏溫度4，即熱力學(xué)溫度277.15 K解析要測(cè)量冰下水的溫度，必須使溫度計(jì)與冰下的水達(dá)到熱平衡時(shí)，再讀出溫度計(jì)的示數(shù)，可隔著冰又沒(méi)法直接讀數(shù)，把溫度計(jì)取出來(lái)，顯示的又不是原熱平衡狀態(tài)下的溫度，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.Tt273.15 K277.15 K，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.答案BD4.(溫度計(jì)與溫標(biāo))下列有關(guān)溫度的說(shuō)法正確的是()A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.用兩種溫標(biāo)表示同一溫度的變化時(shí)，兩者的數(shù)值相等C.1 K就是1 D.當(dāng)溫度變化1 時(shí)，也可以說(shuō)成溫度變化273 K解析溫標(biāo)是用來(lái)定量描述溫度的方法，常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)，兩種溫標(biāo)表示同一溫度時(shí)，數(shù)值不同，但在表示同一溫度變化時(shí)，數(shù)值是相同的.若物體的溫度升高1 K，也可以說(shuō)物體的溫度升高1 ，但在表示物體的溫度時(shí)，物體的溫度為1 K，而不能說(shuō)成物體的溫度為1 .答案AB課堂要點(diǎn)小結(jié)