2017-2018高中物理人教版选修3-3教学案:第七章 第4节 温度和温标(附答案)
人教版高中物理选修3-3第七章7.4《温度和温标》学案设计
温度和温标课程目标·引航2008年春节前夕,我国南方遭遇了几十年一遇的特大雪灾,很多地方交通阻断,电力遭到严重破坏。
大雪中,电力工人冒着严寒抢修电路,某工人在找铁棒和木头时,感觉到铁棒明显比木头凉,由于表示物体冷热程度的物理量是温度,于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论,你认为他的结论对吗?提示:不对。
由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡,故它们的温度是一样的。
之所以感觉到铁棒特别凉,是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比较多的缘故。
基础知识·梳理一、状态参量与平衡态1.热力学系统:在热学中,通常把__________称为系统。
2.外界:系统之外与系统发生相互作用的__________统称外界。
3.状态参量:在热学中,为确定系统的状态所需要的________叫做系统的状态参量。
例如:为了确定系统的空间范围,要用到________;为了确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用,要用到________;而要确定系统的冷热程度,要用到________。
4.平衡态:在没有______影响的情况下,无论其初始状态如何,只要经过足够长的时间,系统内各部分的状态参量能够达到______,这种情况下就说系统达到了平衡态。
思考1:一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃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?二、热平衡与温度1.热平衡:两个相互接触的热力学系统,经过一段时间以后,这两个系统的__________都不再变化,我们说这两个系统达到了热平衡。
2.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到________,那么这两个系统彼此之间也必然处于________,这个结论称为热平衡定律,它又叫____________定律。
3.温度:两个系统处于热平衡时,它们具有一个“共同____________”,我们把表征这一“共同__________”的物理量叫做温度。
高中物理新人教版选修3-3:7.4温度和温标课件
2.热平衡的理解 (1)平衡态与热平衡的区别:平衡态是对某一系统而言的,是系 统的状态,热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的.分 别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态可能会发 生变化,直到温度相同时,两个系统便达到了热平衡.达到热 平衡的两个系统都处于平衡态. (2)热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统,只要 两个系统在接触时它们的状态不发生变化,那么这两个系统原 来是处于热平衡的.
(1)27 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为 300 K.( √ ) (2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的.( × ) (3)温度升高 20 ℃也就是升高了 20 K.( √ ) (4)热力学温度是国际单位制中基本物理量之一.( √ )
平衡态与热平衡的比较 1.平衡态的理解 (1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同,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. (2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是 不可能的.
第七章 分子动理论
第 4 节 温度和温标
1.知道什么是状态参量,什么是平衡态. 2.了解热平衡的概 念及热平衡定律. 3.知道温度与温标的定义,理解温度意义 以及热力学温度的表示,理解摄氏温度与热力学温度的关系.
一、状态参量与平衡态
1.热力学系统和外界 (1)热力学系统:在热学中,把某个范围内__大__量__分__子__组成的研 究对象叫做热力学系统,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. 2.状态参量:描述系统热学性质的物理量,在热学中常用的状 态参量有体积 V、_压__强__p____、__温__度__T___等. 3.平衡态:在没有外界影响的情况下,系统_所__有__性__质___都不随 时间而变化的稳定状态.
高中物理人教版选修3-3学案:第七章4温度和温标 Word版含解析
4温度和温标1.平衡态和状态参量在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。
(1)状态参量用来描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量。
反映了系统的特征、性质。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化,这种情况下就说系统达到了平衡态。
(3)非平衡态系统宏观性质随时间变化而变化,这种情况下就说系统处于非平衡态。
谈重点平衡态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,即达到平衡态。
【例1】表示系统存在状态的各物理量中温度不断发生变化就说系统处于平衡态,对吗?解析:描述系统存在的任何一状态参量发生变化,系统都处于非平衡态,温度是描述系统存在的其中一个物理量,温度发生变化,说明系统不处于平衡态,所以这种说法不对。
描述系统状态的热学参量有多个,其中任何一个发生变化,系统就不处于平衡态。
答案:见解析释疑点热学、力学中的平衡描述系统状态的热学参量有多个,其中一个发生变化,系统就不再处于平衡态。
热学平衡与力学中的受力平衡是不同的概念,力学中的受力平衡研究对象是物体,特点是合力为零;热学中的平衡是系统的一种状态。
2.热平衡与温度(1)热平衡两个系统相互接触,它们间没有隔热材料,或通过导热性能好的材料接触,这两个系统的状态参量不再变化时,此时的状态叫做热平衡状态,我们说这两个系统达到了热平衡。
(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。
(3)对温度的理解①温度的宏观解释温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
通常情况下,冷的物体我们说它的温度低,热的物体我们说它的温度高。
温度和热平衡状态有着密切的关系,各自处于热平衡状态的两个系统,相互接触时,它们之间发生了热量的传递。
4温度和温标-人教版选修3-3教案
4 温度和温标 - 人教版选修3-3教案一、教学内容本节课主要内容为温度和温标的基本概念、质点的温度和温度计的原理。
二、教学目标1.了解温度和温标的概念。
2.理解质点的温度概念。
3.了解温度计的构造原理及使用方法。
三、教学重点和难点1.温度和温标的概念。
2.质点的温度概念。
四、教学方法和学时分配本节课采用讲授和实验相结合的教学方法,共计2课时。
五、教学内容及过程1. 温度和温标的概念•温度:物体内部分子的热运动活动程度的度量。
•温标:温度度量的标准。
讲师首先给出以上两个概念的定义,并与学生进行互动,让学生自己想想一个例子来解释这两个概念。
例如:我们经常会说一个人的体温高或低,而我们如何知道这个体温究竟高还是低?这就需要用到温度和温标这两个概念。
接着,讲师介绍不同温度单位的温标,如摄氏度、华氏度、开氏度等,并讲解它们各自的特点。
2. 质点的温度概念温度不仅可以用来度量物体的热量,也可以用来度量质点的热运动程度。
讲师通过实验展示了一个玻璃球从高处落下的过程,并说明在自由落体过程中,因为重力势能转化为了动能,所以玻璃球在落下的过程中速度越来越快。
接着,讲师介绍热运动的概念,即分子随机热运动的过程。
在分子随机热运动的过程中,分子的速度也会越来越快。
因此,我们可以将分子的热运动程度理解为分子的温度。
3. 温度计的构造原理及使用方法讲师介绍温度计的基本构造原理:利用物质体积随温度变化的规律来测定温度的一种仪器。
其中最常见的温度计包括水银温度计、酒精温度计等。
接着,讲师介绍温度计的使用方法,并展示温度计在实验室中的运用。
六、教学反思本节课主要内容涉及温度和温标、质点的温度概念和温度计的构造原理及使用方法。
通过讲述和实验的方式,让学生更好地理解温度和温标的概念,以及质点的温度概念。
通过实验展示和讲解温度计的构造原理及使用方法,让学生更加深入地理解温度计的原理,并且能够在实验中熟练地使用温度计。
同时,在教学的过程中,讲师还注意到加强与学生的互动,引导学生通过实例和生活经验来更好地理解温度和温标的概念。
2017_2018学年高中物理第七章分子动理论第4节温度和温标教学案新人教版选修3_3
1.平稳态:若是容器与外界没有能量互换,通过一段时刻后,容器内各点的压强和温度都再也不转变。
2.热平稳:两个彼此接触的系统,通过一段时刻以后状态参量再也不发生转变,这说明两个系统对传热来讲已经达到了平稳。
3.热平稳固律:若是两个系统别离与第三个系统达到热平稳,那么这两个系统彼此之间也必然处于热平稳。一切达到热平稳的系统都具有相同的温度。
4.平稳态
系统在没有外界阻碍的情形下,通过足够长的时刻,各部份的状态参量达到稳固的状态。
二、热平稳与温度
1.热平稳:两个彼此接触的热力学系统的状态参量再也不转变。
2.热平稳固律:若是两个系统别离与第三个系统达到热平稳,那么这两个系统彼此之间也必然处于热平稳。
3.热平稳的性质:一切达到热平稳的系统都具有相同的温度。
C.温度是决定两个系统是不是达到热平稳状态的唯一物理量
D.热平稳固律是温度计能够用来测量温度的大体原理
解析:选BCD 热平稳的系统都具有相同的状态参量——温度,因此A项错,C项正确;由热平稳固律知,假设物体A与物体B处于热平稳,它同时也与物体C处于热平稳,那么物体B与C的温度也相等,这也是温度计用来测量温度的大体原理,故B、D项正确。
2.关于热平稳,以下说法中错误的选项是( )
A.系统甲与系统乙达到热平稳确实是它们的温度达到相同的数值
B.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平稳
C.量体温时体温计需要和躯体接触十分钟左右是为了让体温计跟躯体达到热平稳
D.冷热程度相同的两系统处于热平稳状态
解析:选B 两个系统达到热平稳时的标志是它们的温度相同,或说它们的冷热程度相同,因此A、C、D三项都正确,B项错误。
2.温标
(1)摄氏温标:
人教版高中物理选修3-3全册教案7.4 温度和温标
提示:你生病发烧时是如何用体温计测体温的?(多媒体提示)
讨论并总结:手握玻璃泡是为了使泡中液体的温度发生改变;当泡中液体的温度与手的温度相同时,液柱就不再上升了,这时温度计显示的就是手的表面温度。因此,温度计在测温时必须满足的条件是:泡内液体的温度要与待测物体的温度保持相同,故玻璃泡一定要与待测物体充分接触,大家用体温计测体温时就是这样做的.
(如果学生的思维活跃,可提的问题很多.如:玻璃管为什么要密封?管中液体为什么要用水银、酒精或煤油而不用水?为什么细玻璃管的下端要设计玻璃泡? 为什么温度计比较小巧?温度计上的刻度是如何划分的?外壳上的C表示什么?等等)
3.摄氏温标
温度计玻璃外壳上的C表示此温度计确定标度时采用的是摄氏温标,那么 摄氏温标是怎样确定温度的?(学生看书后回答,教师配合多媒体演示)
温度计的内径很细可使液体热胀冷缩现象明显、均匀可使刻度均匀;温度计玻璃泡的壁很薄可使玻璃泡中液体的温度尽快与待测物体温度相同。体温计的小折弯可防止体温计离开人体后细玻璃管中的水银流回玻璃泡内,这样体温计可以离开人体进行读数;体温计的测量范围和最小刻度是根据人体温度变化范围和测量需要达到的准确程度决定的。
(2)单位:摄氏度(0C )
(3)读法:370C读作:37摄氏度;-4.70C读作:负4.7摄氏度或零下4.7摄氏度.
(阅读温度的阶梯图表):了解自然界中的温度,练习摄氏温标读法.
4.为温度计标定摄氏温标刻度
(1)怎样正确使用温度计
【实验三】请你先估测水温,然后尝试用温度计测出热水的温度,并在测温过程中思考如何测量才能得出正确的结果。
(二)新课教学
1.温度:物体的冷热程度.
高中物理选修3-3学案:7.4 温度和温标
[目标定位] 1.知道平衡态、热平衡的定义.2.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件.3.能区分摄氏温度与热力学温度,记住它们之间的关系.一、状态参量与平衡态1.热力学系统和外界(1)热力学系统:由____________组成的研究对象叫做热力学系统,简称系统.(2)外界:系统之外与系统发生____________的其他物体统称外界.2.状态参量:用来描述____________的物理量.常用的状态参量有体积V、压强p、__________等.3.平衡态:在没有外界影响的情况下,系统__________都不随时间而变化的稳定状态.(1)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.(2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.深度思考平衡态与稳定状态有什么区别?试举例说明.例1下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是()A.将一根铁丝的一端插入100 ℃的水中,另一端插入0 ℃的冰水混合物中,经过足够长的时间,铁丝处于平衡态B.两个温度不同的物体相互接触时,这两个物体组成的系统处于非平衡态C.0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中,冰水混合物处于平衡态D.压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态两步法判断热力学系统是否处于平衡态(1)判断热力学系统是否受到外界的影响.(2)判断系统的状态参量(压强、体积和温度)是否发生变化.如果系统不受外界的影响,且状态参量不发生变化,系统就处于平衡态,否则就是非平衡态.二、热平衡与温度1.热平衡:两个相互接触的热力学系统,最后系统的状态参量都不再________,这时两个系统具有“共同性质”,我们就说这两个系统达到了____________.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__________.3.温度:热平衡中具有的“________________”叫做温度.这就是__________能够用来测量温度的基本原理.4.平衡态与热平衡的区别与联系深度思考两个处于平衡态的系统在接触后也一定处于平衡态吗?例2(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判断系统达到热平衡的两个方法(1)根据两个相接触的系统的状态参量是否发生变化判断.如果不发生变化,处于热平衡状态,发生变化则不是热平衡状态.(2)根据两个系统的温度是否相同判断.如果相同,处于热平衡状态,不相同则不是热平衡状态.例3(多选)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的有()A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的两个系统的温度一定相等三、温度计与温标1.“温度”含义的两种说法(1)宏观角度:表示物体的____________.(2)热平衡角度:两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是________.2.温度计测量原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度.温度计与待测物体接触,达到__________,其温度与待测物体相同.3.确定一个温标的方法(1)选择某种具有测温属性的________.(2)了解测温物质随温度变化的函数关系.(3)确定温度的________和________的方法.4.摄氏温标与热力学温标的关系例4(多选)下列有关温度的说法正确的是()A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等C.1 K就是1 ℃D.当温度变化1 ℃时,也可以说成温度变化274 K热力学温度与摄氏温度关系的理解(1)T=t+273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础.(2)摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的,即ΔT=Δt,而不是ΔT=Δt+273.15 K.(3)绝对零度是低温的极限,只能接近,永远达不到,故热力学温度不能出现负值,但摄氏温度可以出现负值.针对训练下列有关温标的说法正确的是()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1.(对热平衡的理解)(多选)下列说法正确的是()A.用温度计测量温度是根据热平衡的原理B.温度相同的棉花和石头相接触,需要经过一段时间才能达到热平衡C.若a与b、c分别达到热平衡,则b、c之间也达到了热平衡D.两物体温度相同,可以说两物体达到热平衡2.(热平衡与平衡态)(多选)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5 K,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状态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3.(温标与温度)下列关于热力学温度的说法中,不正确的是()A.热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B.热力学温度的零度等于-273.15 ℃C.热力学温度的零度是不可能达到的D.气体温度趋近于绝对零度时,其体积趋近于零4.(温标与温度)(多选)下列关于热力学温度的说法中正确的是()A.-33 ℃=240 KB.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了t+273 K5.(温标与温度)实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测1标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41 ℃,60 ℃B.21 ℃,40 ℃C.35 ℃,56 ℃D.35 ℃,36 ℃提醒:完成作业第七章 4[答案]精析一、知识梳理1.(1)大量分子(2)相互作用2.系统状态温度T3.所有性质深度思考(1)相同点:平衡态和稳定状态的状态参量都不随时间发生变化.(2)不同点:二者最主要的区别是受不受外界的影响,如不受外界的影响系统的状态参量不变为平衡态,反之为稳定状态.(3)实例:如教室内的空气,不开空调空气的温度不变是平衡态,而打开空调,虽然温度不变化,但由于存在外界的影响,是稳定状态.典例精析例1B[铁丝受到外界因素影响,不是平衡态,只是一种稳定状态,A错误;两物体温度不同,接触后高温物体会向低温物体传热,是非平衡态,B正确;0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中,周围环境会向冰水混合物传热,不是平衡态,C错误;压缩密闭容器中的空气,要对空气做功,机械能转化为内能,不是平衡态,D错误.]二、知识梳理1.改变热平衡2.热平衡3.共同热学性质温度计深度思考不一定.要取决于两个系统的温度.两个系统的温度如果相同,则接触后也处于平衡态,如果两个系统的温度不相同,则接触后就处于非平衡态.典例精析例2BCD[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,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项正确.]例3BD[一般来说,描述系统的状态参量不止一个,根据平衡态的定义可以确定A错;根据热平衡的定义可知B和D是正确的;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C错.正确选项为B、D.]三、知识梳理1.(1)冷热程度(2)温度2.热平衡3.(1)物质(3)零点分度4.t T℃KΔt典例精析例4AB[温标是用来定量描述温度的方法,常用的温标有摄氏温标和热力学温标,A项正确;两种温标表示同一温度时,数值不同,但在表示同一温度变化时,数值是相同的,B项正确;若物体的温度升高1 K,也可以说物体的温度升高1 ℃,但在表示物体的温度时,物体的温度为1 K,而不能说成物体的温度为1 ℃.C、D项错误.]针对训练A[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 ℃表示标准大气压下冰的熔点,100 ℃为标准大气压下水的沸点,C错.热力学温标和摄氏温标,数值上有T=t+273.15 K,D错.]对点检测自查自纠1.ACD[当温度计的液泡与被测物体紧密接触时,如果两者的温度有差异,它们之间就会发生热传递,高温物体将向低温物体传热,最终使二者的温度达到相等,即达到热平衡,故A 、D 正确;两个物体的温度相同时,不会发生热传递,故B 错;若a 与b 、c 分别达到热平衡,三者温度一定相等,所以b 、c 之间也达到了热平衡,故C 正确.]2.BC [由于两个系统原来处于热平衡状态,温度相同,当分别升高5 ℃和5 K 后,温度仍相同,两个系统仍为热平衡状态,故A 错误,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 正确,D 错误.]3.D [热力学温度的0 K 是摄氏温度的-273.15 ℃,因此B 正确;每升高(或降低)1 K 等价于升高(或降低)1 ℃,故A 正确;热力学温度的零度只能无限接近,却不可能达到,且趋近于绝对零度时,气体液化或凝固,但有体积,故C 正确,D 错误.]4.AB [热力学温度与摄氏温度的关系为T =t +273 K ,由此可知:-33 ℃=240 K ,故A 、B 选项正确;D 中初态热力学温度为t +273 K ,末态为2t +273 K ,温度升高了t K ,故D 选项错误;对于摄氏温度可取负值的范围为0~-273 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C 选项错误.本题应选A 、B.]5.C [此温度计每一刻度表示的实际温度为10080-20℃=53℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21(格),对应的实际温度应为21×53℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升格数为6053=36(格),它的示数为36 ℃+20 ℃=56 ℃,所以C 正确.]。
高中物理 人教版选修3-3 第七章 第4、5节 温度和温标、内能 教案、 学案
第4节温度和温标教学目标1.知道什么是状态参量,什么是平衡态.2.明确热平衡的概念,理解热平衡定律及热平衡与温度的关系。
3.掌握温度与温标的定义,理解温度意义以及热力学温度的表示,理解摄氏温度与热力学温度的关系.一、状态参量与平衡态1.系统:□01研究对象称为一个热力学系统,简称系统。
2.状态参量:热学中描述□02系统状态的物理量。
常用状态参量为□03压强、□04体积、□05温度。
通常用□06体积描述它的几何性质,用□07压强描述力学性质,用□08温度描述热学性质。
3.平衡态:对于一个不受外界影响的系统,无论其初始状态如何,经过足够长的时间后,必然达到一个宏观性质不再随时间变化的□09稳定状态,这种状态叫平衡态。
二、热平衡与温度1.热平衡:两个相互接触的热力学系统的参量□01不再变化,此时两个系统达到了热平衡。
2.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到□02热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。
3.温度:两个系统处于热平衡时,它们具有一个“□03共同性质”,我们就把表征这一“□04共同性质”的物理量定义为温度。
一切达到热平衡的系统都具有相同的□05温度。
三、温度计与温标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□01温标;确定一个温标时首先要选择一种测温物质,根据这种物质的某个特性来制造温度计。
确定了测温物质和这种物质用以测温的某种性质以后,还要确定温度的□02零点和□03分度的方法。
2.□04热力学温标表示的温度叫做□05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。
3.摄氏温标与热力学温标的关系:摄氏温标由热力学温标导出,摄氏温标所确定的温度用t表示,它与热力学温度T的关系是T=t+273.15 K。
判一判(1)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。
()(2)温度升高了1 ℃就是升高了1 K。
()(3)物体的温度由本身决定,数值与所选温标无关。
人教版高中物理选修(3-3)《温度和温标》教案
温度和温标教学设计一、教学目标:知识与技能:1、知道温度表示物体的冷热程度。
2、理解摄氏温度的规定。
3、了解自然界的一些温度值。
4、学会温度计的正确使用方法。
过程、能力与方法:1、通过阅读、观察,知道温度计的原理、构造等,培养学生的阅读能力、语言表达能力。
2、通过学习活动,培养学生设计实验、动手实验、观察实验的能力。
培养学生的分析概括能力。
3、通过阅读、讨论、交流、动手实验,使学生学会温度计的正确使用方法。
态度与价值观:1、通过主动参与学习活动,激发学生学习物理的兴趣,引导学生主动关注周围世界,关注我国科学发展,激发学生的爱国主义情感。
2、通过实验活动,培养学生的团队合作精神、实事求是的科学态度。
3、通过实验探究培养学生勇于探索、勇于创新的精神。
4、通过实验培养学生使用物理仪器测量的良好习惯。
二、教学重点:1、理解摄氏温度的规定。
2、学会温度计的正确使用方法。
三、教学难点:1、理解摄氏温度。
2、如何做到读数既快又准确。
四、教学用具教师:演示大温度计、烧杯(2只,分别装热水、冷水)多媒体教学设备等学生:实验用温度计、烧杯(3只,分别盛热水、温水、冷水)、试管、滴管、烧杯(内盛红色的水)、带细长玻璃管的橡皮塞、标记圈、水槽(2只)、塑料杯、塑料管五、板书设计六、教学流程七、教学过程八、教学设计说明本节内容知识面宽,但是难度不大,又能密切联系学生的生活实际,所以教学方法宜灵活多样,充分调动学生的学习兴趣和学习积极性。
本节的内容有温度的物理意义、温度计的原理、结构、摄氏温度的规定、温度的写法和读法、自然界的一些温度以及温度计的正确使用方法等。
本节的重点是让学生理解温度计的原理以及摄氏温度的规定、学会温度计的正确使用方法。
我所教的学生,学习能力较强,成绩较好,有一定的创新能力。
为达到教学目的,根据建构主义学说的理论,采用录像演示和学生实验相结合的方式授课,为此我设法创设好几个情景。
通过新闻报道创设情境Ⅰ:我国第21次南极科学考察队乘坐“雪龙号”科学考察船,于2004年10月25日上午九点从浦东民生港务公司码头启航奔赴南极。
2018物理(人教版选修3-3)课件:第7章 第4节 温度和温标
二、热力学温度与摄氏温度的关系
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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1 K C.物体的温度由本身决定,数值与所选温标 思路点拨:解答本题可按以下思路分析: 无关 两种温标的关系 ―→ 温度值不同 ―→ 温度变化相同 D.0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为 273 K
• 一、热平衡的理解 • 1.平衡态的理解 • (1)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,而力学中的平 衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直 线运动的状态. • (2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完 全不受外界影响是不可能的.系统处于平衡 态时,由于涨落,仍可能发生偏离平衡状态
小不同来测量温度
• 2.温标 温度 • (1)定义:用来定量描述 ___________的一套方 法.
• (2)两种温标 • ①摄氏温标 • 一种表示温度的方法,规定标准大气压下冰 0℃ 100℃ 的熔点为______,水的沸点为_________.在0 和100之间分成100等份,每一份就是1℃. • ②热力学温标 • 现代科学中常用的表示温度的方法,规定摄 等于 氏温度的-273.15 ℃为零值,它的一度 t+273.15 K ________摄氏温度的一度. • ③换算关系:T=____________.
• (3)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.因此可以说,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.
人教版高中物理选修3-3课件第七章第4节温度和温标
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
解析:若研究瓶内水量与保温效果的关系,应选择初始 温度相同和时间相同的实验数据,即可用第1、3、5次实验 数据,选项A对B错.若研究初始水温与保温效果的关系,应 选择水量和时间相同的实验数据,选项C错.若研究保温时 间与保温效果的关系,应选择水量和初始温度相同的实验数 据,选项D错.
A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态
B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,这两个 系统的温度是相等的
C.热平衡就是平衡态
D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等 解析:一般来说,描述系统状态的参量不只温度一个, 根据平衡状态的定义可以确定A错.根据热平衡的定义可知B 和D正确.平衡态是指某一系统而言的,热平衡是两个系统 相互影响的最终结果,可见C错,故应选B、D.
答案:1.状态参量 2.相同 3.也必定处于热平衡 4.温度
5.如果要定量地描述温度,就必须有一套方法,这套 方法就是________.
6.热力学温标表示的温度叫做______,用符号______ 表示,单位是________符号是________.
7.摄氏温度t与热力学温度T的关系是________. 答案:5.温标 6.热力学温度 T 开尔文 K 7.T=t+273.15 K
D
能力提升
解析:要测出冰下水的温度,必须使温度计与水达到热平衡 时,读出温度计的示数.由于隔着冰,无法直接读数,所以 将温度计从水中取出的读数不是水的温度,故A、D说法不 正确,C正确.B项中饮水瓶中的水,在用温度计测量时,与 周围空气发生热交换,与冰下的水也不再是处于热平衡了, 故做法也是错误的,应选C.
7.4 温度和温标 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-3 (4)
4温度和温标目标导航(1)知道什么是状态参量,什么是平衡态。
(2)知道什么是热平衡,什么是热平衡定律。
(3)知道温度的表示方法。
(4)知道常见温度计的构造,会使用常见的温度计。
(5)理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。
诱思导学1.平衡态和状态参量在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。
(1)状态参量用来描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化,这种情况下就说系统达到了平衡态。
2.热平衡与温度(1)温度温度是表示物体冷热程度的物理量,反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。
(2)热平衡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(1)温度计是测量温度的工具。
家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热膨胀规律来制成的。
另外,还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。
(2)温标温度的数值表示法叫做温标。
用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度;在国际单位制中,常采用热力学温标表示的温度,叫热力学温度。
热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为:T=t+273.15 (K)说明:①两种温度数值不同,但改变1 K和1℃的温度差相同。
②0K是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到。
典例探究例1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,是为了使刻度均匀,更便于读数。
基础训练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( D )A.它们的内能相同B.它们的比热相同C.它们的分子总动能相同D.它们的温度相同2.下列关于热力学温度的说法中,不正确的是( D )A.热力学温度的零度是-273.15 ℃B.热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的C.绝对零度是低温的极限,永远达不到D.1℃就是1 K多维链接温度计和温标的发明公元前200一100年间,古希腊菲隆和希隆各自制造过一种以空气膨胀为原理的测温器。
新课标人教版3-3选修三7.4《温度和温标》优秀教案4(重点资料).doc
课题:§7.4 温度和温标学习目标: 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。
了解热力学温度的应用3、理解温度的意义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。
重点难点:热平衡定律又叫热力学第零定律是本节的重点学习方法:自主学习,合作完成、教师点拨学习过程:【导读与导思】仔细反复研读教材初步掌握本节内容,完成下列任务1、状态参量:在研究系统的各种性质(包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等)时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,等等。
这些,叫做系统的状态参量。
2、平衡态与非平衡态(可以举例说明什么是平衡态与非平衡态)【补充说明】①在外界影响下,系统也可以处于一种宏观性质不随时间变化的状态,但这不是平衡态。
比如:一根长铁丝,一端插入1000C的沸水中,另一端放在00C恒温源中,经过足够长时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不随时间变化,这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外界的影响,当撤去外界影响,系统各部分的状态参量就会变化。
②热力学系统的平衡态是一种动态平衡,组成系统的分子仍在做无规则运动,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。
而力学中的平衡是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动③平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。
系统处于平衡态时,由于涨落,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
3、两个系统达到了热平衡是指【说明】热平衡概念不仅适用于相互作用的系统,也适用于两个原来没有发生过作用的系统。
因此可以说,只要两个系统在接触时他们的状态不发生变化,我们就说这两个系统原来是4、热平衡定律又叫,其内容表述为:5、温度的概念:6、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是;一切达到热平衡的物体都具有相同的。
高中物理7.4《温度和温标》教案新人教选修3-3
高中物理7.4《温度和温标》教案新人教选修3-3第一篇:高中物理 7.4《温度和温标》教案新人教选修3-37.4 温度和温标新课标要求(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(-)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。
(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,而且可能用心爱心专心正在变化。
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。
高二物理 选修3-3 7.4 温度和温标
巩固练习
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( D ) 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( ABC ) A.热力学温度的零点是-273.15 ℃ B.-1360C比136K温度高 C.0oC等于273.15K D.1℃就是1K E.升高1oC就是升高274K 3、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( D ) 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
例1.(多选题)伽利略在1593年,制造了世界上第一个温 度计——空气温度计,如图所示一个细长颈的球形瓶倒 插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如 果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出 温度的变化,则( ) A.该温度计的测温物质是槽中的液体 B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体 C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气 D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的 解析 细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体 积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中封闭的空气, 测温属性是利用空气的热胀冷缩的性质制造的,温度升 高,空气压强增大,体积增大,红色液体在细管中的高 度下降。故A、B错,C、D正确.
常见的参量与描述性质: ①几何性质 描述系统的体积、大小、形状等。 ②力学性质 描述系统的压强、应力、表面张力等。 ③热学性质 描述系统温度。 ④电磁性质 描述系统在电、磁场作用下的性质, 如电场强度,磁感应强度等。
4、平衡态:在没有外界影响的情况下,一个系 统内部各部分的所有宏观状态参量不再随时间 发生变化时的稳定状态称之为平衡态.
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高中物理选修3-3教学设计4: 7.4 温度和温标教案
4温度和温标教学教法分析●课标要求认识温度的概念.●课标解读1.掌握热平衡与温度的概念.2.知道热力学温度与摄氏温度的关系.3.了解温度计的原理.●教学地位本节主要学习温度的概念,让学生知道热平衡、温标、热力学温度和摄氏温度,本节内容是学习热学内容的基础.教学方案设计●新课导入建议天气预报说某地某日气温最低零下16度,最高零上12度,这个“零上、零下”的零是怎样规定的?绝对零度的零又是怎样规定的?温度的“一度”,到底怎么表示?温度计是靠什么来表示温度高低的?●教学流程设计课前预习:1.看教材;2.填写【课前自主导学】步骤1:导入新课,以天气预报,引出温度、提出问题步骤2:老师提问,检查学生预习效果,并组织讨论步骤3:师生互动完成“探究1”理解平衡态和热平衡定律步骤4:师生互动完成“探究2”掌握温度和温标步骤5:例题讲解并与学生区分热力学温度和摄氏温度步骤6:完成“探究3”掌握处理不准确温度计的方法技巧步骤7:课堂小结:学会总结本节知识,老师布置课时作业课前自主导学知识点1 状态参量与平衡态1.基本知识(1)热力学系统:由大量分子组成的研究对象.(2)外界:系统之外与系统发生相互作用的其他物体.(3)状态参量:为确定系统的状态所需要的一些量.如:体积、压强、温度等.(4)平衡态:无外界影响、状态参量稳定的状态.2.思考判断(1)体积、压强、温度都是描述系统热学性质的状态参量.(×)(2)系统的状态参量永远不会达到稳定.(×)(3)当系统处于平衡态时,系统所有的性质都不随时间变化.(×)3.探究交流一根长铁丝,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?【提示】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.知识2:热平衡与温度1.基本知识(1)热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化.(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.(3)热平衡状态的特征:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.2.思考判断(1)热平衡的概念只适用于相互接触的系统.(×)(2)表征热平衡达到“共同性质”的物理量是温度.(√)(3)系统达到热平衡,其温度不一定相同.(×)3.探究交流两个相互接触的物体经过一定的时间一定能够达到热平衡吗?【提示】不一定,如果一个物体的温度持续升高时,两个物体之间总存在一个温度差,此时就不是热平衡状态.知识3 温度计与温标1.基本知识(1)常见温度计的测温原理(2)温标:定量描述温度的方法①摄氏温标一种表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为0_℃,水的沸点为100_℃.在0和100之间分成100等份,每一份就是1 ℃.②热力学温标现代科学中常用的表示温度的方法,规定摄氏温度的-273.15 ℃为零值,它的一度等于摄氏温度的一度.③摄氏温度与热力学温度摄氏温度:摄氏温标表示的温度,用符号t表示,单位摄氏度,符号表示为℃.热力学温度:热力学温标表示的温度,用符号T表示,单位开尔文,符号表示为K.换算关系:T=t+273.15_K.2.思考判断(1)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的.(×)(2)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K.(√)(3)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K.(√)3.探究交流摄氏温度和热力学温度有什么相同点和不同点?【提示】相同点:摄氏温度表示的温度差等于热力学温度表示的温度差.不同点:两种温度的起点不同,热力学温度从0开始,而摄氏温度可以取负值.课堂互动研究探究1 平衡态和热平衡的理解【问题导思】1.为什么说热力学平衡态是一种动态平衡?2.两个系统达到热平衡的条件是什么?3.怎样理解热平衡定律的物理意义?1.平衡态的理解(1)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,而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态.(2)平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.系统处于平衡态时,由于外界影响,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化.(3)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.因此可以说,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状态.2.热平衡定律的意义热平衡定律又叫热力学第零定律,为温度的测量提供了理论依据.因为互为热平衡的物体具有相同的温度,所以比较各物体温度时,不需要将各个物体直接接触,只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触,即可比较温度的高低.特别提醒1.两个温度不同的物体相互接触时,这两个物体组成的系统处于非平衡态;最终两个系统之间的关系是热平衡.2.两个温度不同的物体各自可能处于平衡态.例1 (2013·长沙检测)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的有()A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等【审题指导】(1)一个系统的温度、压强、体积等都不变化时,才是处于平衡状态.(2)若两个系统的温度相等,则两个系统已达到热平衡.【解析】一般来说,描述系统的状态参量不只是一个,根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化,系统才处于平衡态,A错误;根据热平衡的定义知处于热平衡的两个系统温度相同,故B正确、D错误;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C错误.【答案】 B规律总结处理平衡态的问题要注意以下三点1.平衡态问题与热平衡不同,平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡.2.必须要经过较长一段时间,直到系统内所有性质都不随时间变化为止.3.系统与外界没有能量的交换.迁移应用1.(2013·镇江调研)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【解析】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。
人教版高中物理选修3-3教案:7.4 温度和温标(2篇)
第四节温度和温标一、教学目标:1、知道什么是状态参量,什么是平衡态。
2、知道什么是热平衡,什么是热平衡定律。
3、知道温度的表示方法。
4、知道常见温度计的构造,会使用常见的温度计。
5、理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。
二、教学重点与难点:本节的重点是热平衡的概念及热平衡定律以及温度、温标的建立和使用。
本节的难点是利用热平衡知识解释生活中的具体实例,掌握温标之间的转换关系。
三、教学方法与建议阅读法、实例分析法四、学情分析在本节课本中引入了系统、状态参量、平衡态、热平衡等一系列概念,并根据热平衡来定义温度。
这样定义温度,使学生对温度这个物理量的理解比初中“冷热的程度”这一说法深刻了很多,但又和初中的说法是一致的。
初中物理学习中,学生知道用温度计测量温度的过程,而现在根据热平衡定律明确了这一操作过程的物理原理。
对许多与温度有关的物理现象,现在都可以用新的概念来重新认识。
因此,要想学生能够充分理解接受本节的新概念、新方法,可以采用对比初高中知识的不同,来帮助学生学习和掌握。
五、教学过程:(一)引入新课杯子中盛有正在熔化的0℃的冰水混合物,若将其移至0℃的房间,冰和水质量各怎样变化?说说其中的道理.思考:初中阶段学习的热传递方向是怎样的?若两个接触物体间没有发生热传递.这两个物体一定具有怎样的共性?(二)进行新课1、平衡态与状态参量请学生阅读课本,归纳以下概念:(1)系统:物理学中,把所研究的对象称为系统。
系统以外的周围物体称之为外界或环境,系统与外界之间往往存在相互的作用.在物理学研究中,对系统内部问题,往往采取“隔离”分析方法,对系统与外界的相互作用问题,往往采取“整体”分析的方法.(2)状态参量:描述物质系统状态的宏观物理量叫做状态参量.物理学中,需要研究系统的各种性质,包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等.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等等。
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第4节温度和温标1.平衡态:如果容器与外界没有能量交换,经过一段时间后,容器内各点的压强和温度都不再变化。
2.热平衡:两个相互接触的系统,经过一段时间以后状态参量不再发生变化,这说明两个系统对传热来说已经达到了平衡。
3.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。
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
4.摄氏温度t与热力学温度T的关系:T=t+273.15 K。
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研究对象称为热力学系统。
2.外界指系统之外与系统发生相互作用的其他物体的统称。
3.状态参量描述系统热学性质的物理量,常用的物理量有几何参量体积V、力学参量压强p、热学参量温度T。
4.平衡态系统在没有外界影响的情况下,经过足够长的时间,各部分的状态参量达到稳定的状态。
二、热平衡与温度1.热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化。
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。
3.热平衡的性质:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
4.温度:表征互为热平衡系统的共同热学性质的物理量。
三、温度计与温标1.常见温度计的测温原理2.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_℃,水的沸点为100_℃。
在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份,每份算做1 ℃。
(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,规定摄氏温度的-273.15_℃为零值,它的一度等于摄氏温度的一度。
(3)摄氏温度与热力学温度:①摄氏温度:摄氏温标表示的温度,用符号t表示,单位摄氏度,符号为℃。
②热力学温度:热力学温标表示的温度,用符号T表示,单位开尔文,简称开,符号为K。
③换算关系:T=t+273.15_K。
1.自主思考——判一判(1)平衡态是一种理想情况。
(√)(2)处于热平衡的两个系统具有相同的热量。
(×)(3)现代技术可以达到绝对零度。
(×)(4)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的。
(×)(5)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K。
(√)(6)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K。
(√)2.合作探究——议一议(1)一根长铁丝一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃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?提示: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。
(2)当系统处于平衡态时,系统的所有性质都不随时间变化,是绝对不变的吗?提示:不是。
平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的,即使系统处于平衡态,仍可能发生偏离平衡态的微小变化。
(3)试从宏观和微观两个角度理解温度这个概念。
提示:宏观上,温度表示物体的冷热程度;微观上温度反映分子热运动的激烈程度,是分子平均动能大小的标志。
1.正确理解平衡态(1)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。
(2)平衡态是一种理想状态,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。
2.对热平衡的理解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。
因此可以说,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。
3.平衡态与热平衡的区别(1)平衡态是对某一系统而言的,是系统的状态,热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的。
(2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态可能会发生变化,直到温度相同时,两个系统便达到了热平衡。
达到热平衡的两个系统都处于平衡态。
[典例]关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的有()A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等[思路点拨]解答本题应注意以下两点:(1)一个系统的温度、压强、体积等都不变化时,才是处于平衡状态。
(2)若两个系统的温度相等,则两个系统已达到热平衡。
[解析]一般来说,描述系统的状态参量不只是一个,根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化,系统才处于平衡态,A错误;根据热平衡的定义知处于热平衡的两个系统温度相同,故B正确、D错误;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C错误。
[答案] B解答热平衡问题的三个要点(1)平衡态与热平衡不同,平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡。
(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有性质都不随时间变化为止。
(3)系统与外界没有能量的交换。
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解析:选BCD热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度,所以A项错,C项正确;由热平衡定律知,若物体A与物体B处于热平衡,它同时也与物体C处于热平衡,则物体B与C的温度也相等,这也是温度计用来测量温度的基本原理,故B、D项正确。
2.关于热平衡,下列说法中错误的是()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数值B.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡C.量体温时体温计需要和身体接触十分钟左右是为了让体温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:选B两个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三项都正确,B项错误。
3.(多选)下列物体中处于热平衡状态的是()A.冰水混合物处在0 ℃的环境中B.将一铝块放入沸水中加热足够长的时间C.冬天刚打开空调的教室内的空气D.一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动,容器突然停止运动时,容器内的气体解析:选AB冰水混合物的温度为0 ℃,和环境的温度相同,处于热平衡状态,A正确;铝块在沸水中加热足够长的时间,铝块和水的温度相同,处于热平衡状态,B正确;冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不相同,未处于热平衡状态,C错误;匀速运动的容器突然停止运动时,机械能转化为气体的内能,容器内的气体温度升高,未达到热平衡状态,D错误。
摄氏温标和热力学温标的比较1.(多选)下列关于摄氏温标和热力学温标的说法正确的是()A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等C.1 K就是1 ℃D.当温度变化1 ℃时,也可说成温度变化274.15 K解析:选AB中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标,A对;两者关系是:T=t+273.15 K,所以用两者表示温度的变化时,两者的数值相等,B对;当温度变化1 ℃时,也可说成温度变化1 K,不能说1 K就是1 ℃,只能是1开尔文的温差等于1摄氏度的温差,C、D错。
2.(多选)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.-136 ℃比136 K温度高C.0 ℃等于273.15 KD.1 ℃就是1 K解析:选ABC热力学温度的零点是-273.15 ℃,A正确;由热力学温度与摄氏温度的关系T=273.15 K+t可知,-136 ℃等于137.15 K,0 ℃等于273.15 K,1 ℃就是274.15 K,故B、C正确,D错误。
3.(多选)关于热力学温度,下列说法中正确的是()A.-33 ℃=240 KB.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了273 K+t解析:选AB由T=273 K+t可知:-33 ℃=240 K,A、B正确;D中初态热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t,温度变化t K,故D错误;对于摄氏温度可取负值的范围为0~-273 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C错误。
1.(多选)关于系统的状态参量,下列说法正确的是()A.描述运动物体的状态可以用压强等参量B.描述系统的力学性质可以用压强来描述C.描述气体的性质可用温度、体积等参量D.温度能描述系统的热学性质解析:选BCD描述运动物体的状态可以用速度、加速度、位移等参量,A错;描述系统的力学性质可以用压强、电场强度、磁感应强度等来描述,B对;描述气体的性质可用温度、体积、压强等参量,C对;温度是用来描述物体冷热程度的物理量,可以描述系统的热学性质,D对。
2.当甲、乙两物体相互接触后,热量从甲物体流向乙物体,这样的情况表示甲物体具有()A.较高的热量B.较大的比热容C.较大的密度D.较高的温度解析:选D热量总是从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,因此决定热量传播的决定因素是温度,A、B、C各选项所提到的条件均与此无关,故D项正确。
3.(多选)下列说法正确的是()A.用温度计测量温度是根据热平衡的原理B.温度相同的棉花和石头相接触,需要经过一段时间才能达到热平衡C.若a与b、c分别达到热平衡,则b、c之间也达到了热平衡D.两物体温度相同,可以说两物体达到热平衡解析:选ACD当温度计的液泡与被测物体紧密接触时,如果两者的温度有差异,它们之间就会发生热交换,高温物体将向低温物体传热,最终使二者的温度达到相等,即达到热平衡。
A、D对;温度相同,不会进行热传递,B错;若a与b、c分别达到热平衡,三者温度就相等了,所以b、c之间也达到了热平衡,C对。
4.(多选)下列说法中正确的有()A.处于热平衡的两个系统的状态参量不再变化B.达到热平衡的两个系统分开后,再接触时有可能发生新的变化C.两个未接触的系统不可能处于热平衡D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析:选AD根据热平衡的定义,两个处于热平衡的系统,无论分开,还是再接触,系统的状态参量都不再发生变化,故A正确、B错误;一切达到热平衡的系统一定都具有相同的温度,两个未接触的系统也可能处于热平衡,故C错误、D正确。
5.有关温标的说法正确的是()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解析:选A温标不同,测量同一系统的温度数值一般不同,A正确,B错误;每一种温标的规定都有一定意义,如摄氏温标的0 ℃表示一个标准大气压下冰的熔点,100 ℃为一个标准大气压下水的沸点,C错误;热力学温标和摄氏温标的数值关系有T=t+273 K,D 错误。