【步步高】（新课标）高中物理 7.4 温度和温标学案 新人教版选修33.doc

7.4 温度和温标学习目标定位 1.知道平衡态及系统的状态参量.2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系1一般物体都是在温度升高的时候膨胀，在温度降低的时候收缩，即热胀冷缩2温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体内部大量分子做无规则运动剧烈程度的标志一、状态参量与平衡态1热力学系统：通常把由大量分子组成的一个研究对象称为热力学系统2状态参量：描述系统热学性质的物理量，常用物理量有几何参量体积、力学参量压强、热学参量温度3平衡态：没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间变化的稳定的状态二、热平衡与温度1热平衡：两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将改变但是经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡2热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律3热平衡的性质：一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度4温度：表征为热平衡系统的共同热学性质的物理量三、温标1摄氏温标一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 c，水的沸点为100_c.在0 c和100 c之间均匀分成100等份，每份算做1 c.2热力学温标现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标3摄氏温度与热力学温度的关系tt273.15_k.一、状态参量与平衡态 问题设计在力学中，为了确定物体的运动状态，我们使用了物体的坐标和速度这两个物理量如果我们要研究一箱气体的热学性质，需要哪些物理量呢？答案体积、压强和温度要点提炼1热力学系统的状态参量(1)体积v：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围(2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质(3)温度t：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度2对平衡态的理解(1)系统各部分的参量并不相同，而且可能正在变化，然而在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内的各部分的状态参量会达到稳定，即达到平衡态(2)把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内各点的压强、温度就会变得一样，即达到平衡态延伸思考处于平衡态的系统，其内部分子是否停止了运动？答案不是热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化二、热平衡与温度问题设计 用手心握住体温计热敏部分，观察到体温计的示数逐渐上升当上升到36 c左右时，为什么不再上升？当把它立即放入40 c的水中时，你又看到什么现象？答案体温计与人体温度相同时，不再上升；又会上升要点提炼1理解热平衡的两个层面(1)原来两个系统不是热平衡，接触后最终达到热平衡(2)原来两个系统处于热平衡，再接触，两个系统它们的状态不发生变化2热平衡与温度(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度(2)温度计的测温原理若物体与a处于热平衡，它同时也与b达到热平衡，则a的温度等于b的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理三、温度计与温标问题设计图1如图1所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？答案由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，则细管内的水柱越低要点提炼1几种温度计的测量原理(1)水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质来测量温度的(2)金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的(3)气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的(4)热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的2温标要素第一，选择某种具有测温属性的测温物质；第二，了解测温物质随温度变化的函数关系；第三，确定温度零点和分度的方法3热力学温度t与摄氏温度t的关系(1)公式：tt273.15_k.(2)注意：摄氏温标的1 的分格与热力学温标1 k的分格是等价的，故用热力学温标表示的温度和摄氏温标表示的温度，虽然起点不同，但表示温度的温度差是相同的，即tt.延伸思考“1 k1 ”对吗？答案在表示温度差时“1 k1 ”是正确的，即tt.但在表示温度高低时却不正确一、状态参量与平衡态例1下列说法中正确的是()a状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡状态时各部分的参量不发生变化b当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会相同c只有处于平衡状态的系统才有状态参量d两物体发生热传递时，它们组成的系统处于平衡状态解析处于非平衡状态的系统也有状态参量，而且参量会发生变化经过足够长的时间，系统若不受外界影响就会达到平衡状态，各部分状态参量将会相同，故b项正确，a、c项错误；处于热传递过程中的两系统处于非平衡状态，故d项错误答案b二、热平衡与温度例2关于热平衡，下列说法正确的是()a系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的状态b标准状况下，冰水混合物与0 c的水未达到热平衡c量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡d冷热程度相同的两系统处于热平衡状态解析两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，所以a、c、d对，b错答案acd三、温度计与温标例3关于温度与温标，下列说法正确的是()a温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度b摄氏温度与热力学温度都可以取负值c摄氏温度升高3 c，在热力学温标中温度升高276.15 kd热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析温标是温度数值的表示方法，所以温度与温标是不同的概念，用热力学温标表示的温度称为热力学温度，选项a错摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故选项b错摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，选项d正确摄氏温度升高3 c，也就是热力学温度升高了3 k，故选项c错答案d针对训练关于温标，下列说法正确的是()a温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的b不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同c温标的规定都是人为的，没有什么理论依据d热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系答案a解析温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，a对，b错每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0 c表示标准大气压下冰的熔点，100 c为标准大气压下水的沸点，c错热力学温标和摄氏温标在数值上有tt273.15 k，d错.1(状态参量与平衡态)下列状态中处于平衡态的是()a将一金属块放在沸水中加热足够长的时间b冰水混合物处在0 c环境中c突然被压缩的气体d开空调2分钟内教室中的气体答案ab解析系统处于平衡态时，其状态参量稳定不变金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 c环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡态，故a、b对；突然被压缩的气体温度升高，压强变大，故其不是平衡态，c错；开空调2分钟内教室中的气体温度、体积均要变化，故其不是平衡态，d错2(热平衡与温度)下列说法正确的是()a两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量b如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡c温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量d热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理答案bcd解析处于热平衡的系统都具有相同的状态参量温度，故a项错误，c项正确；由热平衡定律可知，若物体与a处于热平衡，它同时也与b达到热平衡，则a的温度便等于b的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故b、d两项也正确故正确答案为b、c、d.3(温度计与温标)严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是()a用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数b取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度c取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即读出温度计的示数d手拿温度计，从洞中将温度计插入水