《7.4 温度和温标》教学设计

第 1 页 共 8 页 7 4 7 4 温度和温标温度和温标 教学设计教学设计 一 知识与技能 1 了解系统的状态参量以及平衡态的概念 2 掌握热平衡的概念及热平衡定律 3 掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表 示 二 过程与方法 通过学习温度与温标 体会热力学温度与摄氏温 度的关系 三 情感 态度与价值观 体会生活中的热平衡现象 感应热力学温度的应 用 教学重点 热平衡的定义及热平衡定律的内容 教学难点 有关热力学温度的计算 教学方法 讲练法 举例法 阅读法 教学用具 投影仪 投影片 教学过程 第 2 页 共 8 页 引入新课 教师 在初中我们已学过了测量温度时常用的一 种单位 叫 摄氏度 大家都知道 它是以冰水混合 物的温度为 0 度 以一个大气压下沸水的温度为 100 度 在这两温度之间等分 100 个等份 每一等份为 1 个温度单位 叫 摄氏度 这种以冰水混合物的温度 为零度的测温方法叫摄氏温标 以摄氏温标表示的温 度叫摄氏温度 今天我们将要进一步学习有关温度和 温标的知识 二 进行新课 1 平衡态与状态参量 教师 引导学生阅读教材 P11 有关内容 回答问 题 1 什么是系统的状态参量 并举例说明 2 举例说明 什么平衡态 学生 阅读教材 思考讨论 回答问题 参考答案 1 在物理学中 通常把所研究的对象称为系 统 为了描述系统的状态 需要用到一些物理量 例 如 用体积描述它的几何性质 用压强描述力学性质 用温度描述热学性质 这些描述系统状态的物理量 叫做系统的状态参量 xxZXXK 第 3 页 共 8 页 2 要定量地描述系统的状态往往很难 因为 有时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 系统内各部分的状态参量会达到稳定 举例说 把不同压强 不同温度的气体混在同一个容器中 如 果容器和外界没有能量的交换 经过一段时间后 容 器内各点的温度 压强就会变得一样 这种情况下我 们说系统达到了平衡态 否则就是非平衡态 2 热平衡与温度 教师 引导学生阅读教材 P12 有关内容 回答问 题 1 什么是热平衡 2 怎样理解 热平衡概念也适用于两个原来没 有发生过作用的系统 3 怎样判断 两个系统原来是处于热平衡的 4 热平衡定律的内容是什么 5 温度是如何定义的 其物理意义是什么 学生 阅读教材 思考讨论 回答问题 参考答案 1 对于两个相互作用的系统 如果它们之间 没有隔热材料 它们相互接触 或者通过导热性能很 第 4 页 共 8 页 好的材料接触 这两个系统的状态参量将会互相影响 而分别改变 最后 两个系统的状态参量不再变化 说明两个系统已经具有了某个 共同性质 此时我们 说两个系统达到了热平衡 2 两个系统达到热平衡后再把它们分开 如 果分开后它们都不受外界影响 再把它们重新接触 它们的状态不会发生新的变化 因此 热平衡概念也 适用于两个原来没有发生过作用的系统 3 只要两个系统在接触时它们的状态不发生 变化 我们就说这两个系统原来是处于热平衡的 4 实验表明 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 5 两个系统处于热平衡时 它们具有一个 共 同性质 我们就把表征这一 共同性质 的物理量定 义为温度 也就是说 温度是决定一个系统与另一个 系统是否达到热平衡状态的物理量 它的特征就是 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度 3 温度计与温标 教师 引导学生阅读教材 P13 有关内容 回答问 题 1 什么是温标 第 5 页 共 8 页 2 如何来确定一个温标 并以 摄氏温标 的 确定为例加以说明 3 什么是热力学温标和热力学温度 热力学 温度的单位是什么 热力学温度与摄氏温度的换算关 系怎样 学生 阅读教材 思考讨论 回答问题 参考答案 1 如果要定量地描述温度 就必须有一套方 法 这套方法就是温标 2 确定一个温标时首先要选择一种测温的物 质 根据这种物质的某个特性来制造温度计 例如 可以根据水银的热膨胀来制造水银温度计 这时我们 规定细管中水银柱的高度与温度的关系是线性关系 也可以根据铂的电阻随温度的变化来制造金属电阻温 度计 这时我们现定铂的电阻与温度的关系是线性关 系 同样的道理 还可以根据气体压强随温度的变化 来制造气体温度计 根据不同导体因温差产生电动势 的大小来制造热电偶温度计 等等 确定了测温物质和这种物质用以测温的某种性质 之后 还要确定温度的零点和分度的方法 例如 早 期的摄氏温标规定 标准大气压下冰的熔点为 0 水的沸点为 100 并据此把玻璃管上 0 刻度与 第 6 页 共 8 页 100 刻度之间均匀分成 100 等份 每份算做 1 3 以 273 15 在高中阶段可简单粗略地记 成 273 作为零度的温标叫热力学温标 也叫绝对 温标 用热力学温标表示的温度叫做热力学温度 它 是国际单位制中七个基本物理量之一 用符号 T 表 示 单位是开尔文 简称开 符号为 K 热力学温度与摄氏温度的换算关系是 T t 273 15K 说明 热力学温度的每一度大小与摄氏温度每一 度大小相同 热力学温度的零度即 0K 叫绝对零度 它是宇宙中只能无限接近 但不可能达到的低温的极 限 典例探究 例 细心观察可以发现 常见液体温度计的下 部的玻璃泡较大 壁也比较薄 上部的管均匀而且很 细 想一想 温度计为什么要做成这样呢 解析 这样做的目的都是为了使测量更准确 更 方便 下部较大而上部很细 这样下部储存的液体就 比较多 当液体膨胀收缩时 膨胀或收缩不大的体积 在细管中的液面就有较大的变化 可以使测量更精确 下部的壁很薄 可以使玻璃泡内的测温物质的温度较 快地与待测物质的温度一致 细管的粗细是均匀的 第 7 页 共 8 页 是为了使刻度均匀 更便于读数 三 课堂总结 点评 本节课我们主要学习了 1 平衡态与状态参量 2 热平衡与温度的概念 3 温度计与温标 课余作业 1 阅读 P14 科学漫步 中的材料 2 完成 P15 问题与练习 的题目 附 课后练习 1 关于热力学温度和摄氏温度 以下说法正确 的是 A 热力学温度的单位 K 是国际单位制中的基本 单位 B 温度升高了 1 就是升高了 1K C 1 就是 1 K D 0 的温度可用热力学温度粗略地表示为 273K 2 1 水的沸点是 K 2 绝对零度是 K 3 某人体温是 36 5 也可以说体温为 K 此人体温升高 1 5 也可以说体温升高 第 8 页 共 8 页 了