《温度和温标》学习任务单

《温度和温标》学习任务单【学习目标】1、知道是状态参量，什么是平衡态2、理解热平衡的概念及热平衡定律，体会生活中的热平衡现象。3、理解温度的意义及温度计测温原理4、知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计5、掌握温度的定义，知道什么是温标、热力学温标，以及热力学温度的表示。理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。【课前预习任务】回顾：初中是如何利用温度计测量温度的？需要注意什么？阅读选修3-3第七章第四节温度和温标通过阅读思考如下问题：（1）温度计测温原理是什么？（2）如何定量描述温度?【课上学习任务】记好课堂笔记，思考完成课上教师提出的问题。问题1：为什么玻璃泡管壁制的很薄？问题2：我们凭什么说这个时候温度计的温度就是热水的温度？问题3：温度计的测温原理是什么呢？问题4：温度如何定量描述呢？例题和练习题例1、一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么?例2：伽利略发明了世界上第一支温度计。用一支玻璃管一端与一个鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，泡内留有气体，如图，A处是上午8点钟液面位置，B处为第二天上午8点钟液面位置。问题：“伽利略温度计”的测温原理？题中哪处代表的温度高？1、两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是()A．它们的能量相同B．它们的比热相同C．它们的热量相同D．它们的温度相同2、下列关于热力学温度的说法中，正确的是()A．热力学温度的零点是－273.15℃B．-1360C比136K温度高C．0oC等于273.15KD．1℃就是1KE．升高1oC就是升高274K3、在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（）A．温度计示数上升 B．温度计示数下降C．温度计示数不变 D．示数先下降后上升4、实际应用中，常用到一种双金属温度计．它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示．已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有()A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D．由右图可知，其双金属征的内层一定为铜．外层一定为铁5.用温度计测量一杯热水的温度时,要等到温度计的示数稳定后再读数,并且要使温度计保留在水中,原因是什么?6.以下说法正确的是（）A.绝对零度永远达不到B.现代技术可以达到绝对零度C.物体的绝对零度是-273KD.物体的绝对零度是-273℃7.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.温度升高3℃，在热力学温标中温度升高276.15KD.热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等8.2010年又是一个寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？9.图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（如图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。请判断：如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流表上代表t1、t2的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？【答案及详细讲解分析如下】例1．答案分析：因为金属棒两端温度不同，且都是恒温不变的，所以金属棒上各部分温度是不相同的，存在着能量流动，所以这道题所说的铁棒不是平衡状态，平衡态应该是系统内部没有物质流动和能量流动的状态。例2．答案分析：伽利略温度计的测温物质是玻璃泡内的气体，它的测温属性是利用气体的热胀冷缩性质，受外界温度的变化，使内部气体体积发生变化，气体压强会变化，水柱的高度会随着温度变化而变化。所以当温度升高，气体体积变大，页面会下降，因此B处代表的温度高。1．答案分析：通过前面的学习，我们知道两个物体彼此接触，若不发生热传递，他们一定具有相同的热学性质--即温度相同。也就是它们达到了热平衡，所以正确的答案是D.2．答案分析：当热力学温度的零点取为0K时，转换为摄氏温度就是-273.150C，所以A答案是正确的；B答案-1360C代入转换关系热力学温度对的就是173.15K，所以B答案是正确的；C中00C代入转换关系对应的是273.15K,所以C答案是正确的；D中10C是1K吗？代入转换关系对应的是274.15K，所以D答案是错误的；E中升高“1oC就是升高274K”，考查的应该是两种温度变化量的关系，热力学温度与摄氏温度每小格代表的变化量是相同的，摄氏温度升高10C热力学温度升高是1K，而不是274K,所以E答案也是错误的；所以综上所述：ABC是正确的。DE答案是错误的。3．答案分析：通过分析我们会发现在25摄氏度左右的室内，将温度计从酒精中拿出，由于酒精挥发会吸收热量，所以这个时候体温计的温度会低于25摄氏度，呈现出下降。之后由于它与室内气体发生热交换，最后会达到热平衡，因此温度又会上升。所以答案D应该是正确的。4．答案分析：右图中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大。另外，加上题干中所给已知条件，我们可以确定A、B、C选项是正确的。D选项是错误的。右图中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，如图可知，其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜。5．答案分析：温度计测量温度的原理是热平衡定律。两个系统需要经过一段时间相互作用才能达到热平衡,两个系统的温度才会相同。因此，需要等到温度计示数稳定后才能读数，此时，温度计的示数即为热水的温度。如果温度计离开水，两者将无法达到热平衡，受外界空气的影响，温度就不在等于热水的温度。6．答案分析：我们知道：绝对零度是低温的极限，只能无限接近，但是不能达到，所以a是正确的，B是错误的。绝对零度为0K，而不是-273.15K，所以C是错误的。再通过热力学温度与摄氏温度的换算关系，转换为摄氏温度为-273.15℃。所以D也是正确的。综上所述，AD是正确的。7．答案分析：我们知道：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的，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。C和D考查的都是两种温度变化量的关系，摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，所以选项D正确。温度升高3℃在热力学温度中升高了3K，变化量相等，故选项C是错误的。8．答案分析：在冬天的室外，铁棒和木头最终都会与周围的环境达到热平衡，故它们的温度应该是一样的。之所以感觉到铁棒特别凉，是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多，所以会感觉凉些，因此他的结论是错误的。9．答案分析：t1应该标在电流比较大的刻度上。根据闭合电路欧姆定律，电阻R越大电流越小；且由于电流与电阻是非线性变化的，而电阻R谁温度是线性变化的，所以刻度是不均匀的。【课后作业】一、选择题1．下列叙述正确的是()A．若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境B．目前尚不知最低温是多少，最高温是多少C．摄氏零下的373度是低温的下限D．任何物体，温度下降到某一点就不能再降2．热力学系统的平衡态是一种()A．定态平衡 B．动态平衡C．分子已经不动 D．分子仍做无规则运动3．物体的温度从27℃降低到0℃，用热力学温度表示，以下说法正确的是()A．物体的温度降低了27K B．物体的温度降低了300KC．物体的温度降低到273K D．物体的温度降低到0K4．两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了5K，另一个系统的温度升高了5℃，则下列说法正确的是()A．两个系统不再是热平衡系统了 B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化 D．两个系统的状态都没有发生变化5．两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，则关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法中正确的是()A．不能B．一定能C．要看它们后来的温度是否相同D．取决于除温度外的其他状态参量是否相同6．某同学取出一支示数为39.6℃的体温计，没有将水银甩回玻璃泡而直接测量自己的体温．若他的实际体温是36.6℃，则测出来的体温是()A．36.6℃ B．39.6℃C．3℃ D．76.2℃7．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8．为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某位同学在保温瓶中灌入热水，先测量初始水温，经过一定时间后再测量末态水温．改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：序号瓶内水量(mL)初始水温(℃)时间(h)末态水温(℃)11000914782100098874315009148041500981075520009148262000981277下列研究方案中符合控制变量法的是()A．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据B．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据C．若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据D．若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据【课后作业参考答案】1.解析：在目前的技术条件下最低温可使铜原子核降至10－6K，但是极不稳定无法持久，故A、B错误．摄氏零下373度远不能达到现有可测量的低温下限，故C错．运用热平衡原理可知D是正确的．答案：D2.解析：热平衡是一种动态平衡，是大量分子的平均效果．答案：BD3.解析：由T＝t＋273K知0℃时对应的热力学温度为273K，温度降低27℃，对应的热力学温度降低27K．故A、C正确．答案：AC4.解析：本题考查的知识点是热平衡和温度，由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，故A错，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C项正确，D错，故正确答案为B、C.答案：BC5.解析：由热平衡定律可知，只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他状态参量是否相同无关．答案：C6.解析：由于体温计中的水银不会自动退回去，故测出的体温仍是39.6℃.答案：B7.解析：热平衡的系统都