2.1 温度和温标 培优教学课件高二下学期物理人教版选择性必修第三册

1.温度和温标第二章

气体、固体和液体人教版选择性必修第三册

导入新课为什么测量体温时要过一段时间才能取出温度计？为什么温度计的示数就是你的体温？

学习目标物理观念建立温度是分子平均动能标志的物理观念。科学思维知道状态参量与平衡态。知道热平衡，理解热平衡定律及温度的意义。科学探究知道温标、摄氏温标和热力学温标，知道摄氏温度与热力学温度的转换关系。科学态度与责任联系生活中热胀冷缩、物态变化等现象的微观本质，体会“宏观现象由微观规律决定”的科学思想

重点难点重点1.温度的微观本质：温度是大量分子无规则运动平均动能的标志；2.热力学温标与摄氏温标的换算T=t+273.15K。难点1.理解“温度是分子平均动能标志”的统计意义，区分单个分子动能与大量分子的平均动能。1.状态参量与平衡态2.热平衡与温度3.参考系4.课堂总结5.练习与应用

学习内容第1节温度和温标一、状态参量与平衡态第1节温度和温标一、状态参量与平衡态假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分成A、B两部分，它们的压强分别为pA、PB，温度分别为TA、TB，它们的压强和温度均不相等。打开挡板K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态?压强大的气体会向压强小的一方流动，温度高的气体会向温度低一侧传热，经过一段时间后，窗口内各点的压强和温度都相同且不再变化。AB一、状态参量与平衡态研究物理问题研究对象一个物体多个物体系统研究的问题不同选取的系统常不同热学研究对象系统以外的物质统称为外界或环境热力学系统如气体、液体、固体等大量分子组成的物体或物体系统一、状态参量与平衡态（1）系统：在物理学中把某个范围内大量分子组成的研究的对象，称为热力学系统，简称系统。（2）外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体，统称为外界。1.系统和外界热力学系统外界思考：确定一个系统之后，如何描述这个系统的状态或性质？一、状态参量与平衡态2、状态参量（2）某氧气瓶容积为100L，其内氧气在温度为20oC时的气压为5atm。——描写系统状态的宏观物理量

如（1）一辆汽车经过二中门口时的速度为10m/s，加速度为1m/s2。对象参量类型质点的运动状态位置和速度v运动学参量系统的空间范围体积V系统间或内部力的作用压强P几何参量力学参量热学参量确定系统冷热程度温度T描述状态参量热力学系统一、状态参量与平衡态3.平衡态：对于一个封闭系统，在经过足够长的时间，系统各部分的状态参量会达到稳定（不随时间变化）的状态

。宏观性质特点：（1）是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停的做无规则运动。（2）是一种理想情况。（3）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，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。5atm60oC0oC2atm系统平衡态分子做无规则运动一、状态参量与平衡态一根长铁丝，一端插入100℃的沸水中,另一端放入0℃的恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不随时间变化,这种状态是否为平衡态？这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响.铁丝一、状态参量与平衡态例1.(多选)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，故当系统的状态变化时，其各个

状态参量都会改变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

将会达到稳定C.只有处于平衡态的系统才有状态参量D.两个物体间传热时，它们组成的系统处于非平衡态BD二、热平衡与温度第1节温度和温标二、热平衡与温度（1）定义：如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将发生改变。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。1.热平衡（两个系统）系统1系统2甲60℃乙20℃30℃30℃（2）两个系统达到热平衡的实质：接触时两系统不再进行热传递。两个系统不再变化的状态参量是温度T。（3）理解：①平衡态不是热平衡。平衡态是对某一系统而言的，而热平衡是对两个接触的系统而言的。②即使两个物体没接触过，但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就处于热平衡。二、热平衡与温度

平衡态热平衡区别研究对象判断依据联系一个系统两个接触的系统系统不受外界影响，状态参量（P,V,T）不变两个系统温度相同处于热平衡的两个系统都处于平衡态热平衡与温度二、热平衡与温度2.热平衡定律（热力学第零定律）：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.温度热平衡定律表明，当两个系统A、B处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们就把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度。热平衡A热平衡B热平衡CC系统1系统3系统2AB二、热平衡与温度①平衡态指的是一个系统的状态。②热平衡指的是两个系统之间的关系。水银温度不再升高，这个系统达到平衡态水的温度不再升高，这个系统达到平衡态它们的温度不在升高，这两个系统达到热平衡。③先达到平衡态，才有热平衡。即两个系统要达到热平衡，那么各个系统必须分别先达到平衡态。我们凭什么说这个时候温度计的温度就是热水的温度？即：在无外界影响下，一个系统内部的状态参量(P,V,T)都不再改变。注意（1）宏观上温度表示物体的冷热程度。（2）微观上温度反映分子热运动的激烈程度。二、热平衡与温度二、热平衡与温度例2.(多选)关于热平衡，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.如果两个系统分别同时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.温度是反映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BD三、温度计与温标第1节温度和温标三、温度计与温标温度计是测量温度的工具。1.温度计:伽利略温度计（1）常用温度计原理：一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。（2）注意：①温度计是利用物质的某一物理属性随温度变化(比如热胀冷缩的特性)来标志温度的。②温度计是选择的标准物体，标准物体所表示的就是待测物体的温度。③温度计的热容量必须很小，以便它与待测物体接触并进行热交换时，几乎不改变待测物体的状态。细管玻璃泡液体玻管三、温度计与温标水银温度计

气体温度计

热电偶温度计

水银热胀冷缩电阻温度计金属电阻随温度变化气体压强随温度变化不同导体因温差产生的电动势大小2.常见温度计的测量原理:三、温度计与温标3.温标：定量描述温度的方法称为温标。

温标的建立包含三个要素：（1）选择温度计中用于测量温度的物质，即测温物质；（2）对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规定；（3）确定固定点即温度的零点和分度方法。水银酒精气体100等份冰水混合物沸腾的水100℃0℃三、温度计与温标选定温度零点和分度方法把标准大气压下，冰水混合物的温度规定为0℃；水的沸腾温度（沸点）规定为100℃。冰水混合物0℃100℃沸腾的水并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。例如：人的正常体温（口腔温）是“37℃”，读作“37摄氏度”；北京一月份的平均气温是“-4.7℃”，读作“零下4.7摄氏度”或“负4.7摄氏度”。（1）摄氏温标规定：摄氏温度：用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度（t）。单位：摄氏度，“℃”3、常见温标三、温度计与温标（2）华氏温标华氏度F，单位°F在标准大气压下，规定冰的熔点为32°F，水的沸点为212°F，中间有180等份，每等份为华氏1度。华氏温标的温度tF与摄氏温度t之间的关系：

tF＝32+9/5t华氏温标在欧美使用非常普遍，摄氏温标在亚洲使用较多，科学研究中多使用热力学温标（绝对温标）。三、温度计与温标

热力学温标是由威廉·汤姆森，第一代开尔文男爵于1848年利用热力学第二定律的推论卡诺定理引入的。它是一个纯理论上的温标。英国的数学物理学家、工程师威廉·汤姆森

宇宙温度的下限，即绝对零度，规定为热力学温标的零点，记为“0K”。水的三相点（固、液、气三相平衡共存的唯一状态）的温度为273.15K。T=273.15+t(K)ΔT=Δt（3）热力学温标单位：开尔文，简称开。符号为K．

热力学零度(绝对零度):-273.15oC摄氏温度t与热力学温度T的关系：三、温度计与温标例3.关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（

）A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B.0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273KC.温度升高了1℃就是升高了1KD.热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较D三、课堂总结第1节温度和温标四、课堂总结

状态参量与平衡态平衡态：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热平衡与温度热平衡热平衡定律温度：两个系统处于热平衡时，具有的共同的热学性质温标温度和温标摄氏温标(t)热力学温标(T)关系式：T＝t＋273.15K状态参量体积V压强P温度T标准大气压下100等份冰水混合物沸腾的水100℃0℃四、练习与应用第1节温度和温标四、练习与应用1.（多选）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惟一物理量D、热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理四、练习与应用2.某同学自定一种新温标P，他将冰点与沸点之间等分为200份，且将冰点的温度定为50P，该同学测量一杯水的温度为150P，则该温度用摄氏温度表示时应为(

)A、30℃ B、40℃

C、50℃ D、60℃C四、练习与应用3.如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的（