(選修3-3)《溫度和溫標(biāo)》教案

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1、__________________________________________________ 《溫度和溫標(biāo)》教案 新課標(biāo)要求 （一）知識(shí)與技能 1．了解系統(tǒng)的狀態(tài)參量以及平衡態(tài)的概念。 2．掌握熱平衡的概念及熱平衡定律 3．掌握溫度與溫標(biāo)的定義以及熱力學(xué)溫度的表示。 （二）過程與方法 通過學(xué)習(xí)溫度與溫標(biāo)，體會(huì)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 體會(huì)生活中的熱平衡現(xiàn)象，感應(yīng)熱力學(xué)溫度的應(yīng)用。 教學(xué)重點(diǎn) 熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。 教學(xué)難點(diǎn) 有關(guān)熱力學(xué)溫度的計(jì)算。 教學(xué)方法 講練法、舉例法、閱讀法 教學(xué)用具： 投影儀、投影片

2、教學(xué)過程 （－）引入新課 教師：在初中我們已學(xué)過了測(cè)量溫度時(shí)常用的一種單位，叫"攝氏度"。大家都知道：它是以冰水混合物的溫度為0度，以一個(gè)大氣壓下沸水的溫度為100度，在這兩溫度之間等分100個(gè)等份，每一等份為1個(gè)溫度單位，叫"攝氏度"。這種以冰水混合物的溫度為零度的測(cè)溫方法叫攝氏溫標(biāo)，以攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)溫度和溫標(biāo)的知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P11有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}： （1）什么是系統(tǒng)的狀態(tài)參量？并舉例說明。 （2）舉例說明，什么平衡態(tài)？ 學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。 參考答案： （1

3、）在物理學(xué)中，通常把所研究的對(duì)象稱為系統(tǒng)。為了描述系統(tǒng)的狀態(tài)，需要用到一些物理量，例如，用體積描述它的幾何性質(zhì)，用壓強(qiáng)描述力學(xué)性質(zhì)，用溫度描述熱學(xué)性質(zhì)……這些描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。 （2）要定量地描述系統(tǒng)的狀態(tài)往往很難，因?yàn)橛袝r(shí)系統(tǒng)各部分的參量并不相同，而且可能正在變化。然而在沒有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時(shí)間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會(huì)達(dá)到穩(wěn)定。舉例說，把不同壓強(qiáng)、不同溫度的氣體混在同一個(gè)容器中，如果容器和外界沒有能量的交換，經(jīng)過一段時(shí)間后，容器內(nèi)各點(diǎn)的溫度、壓強(qiáng)就會(huì)變得一樣。這種情況下我們說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，否則就是非平衡態(tài)。 2．熱平衡與溫度 教師：引導(dǎo)學(xué)

4、生閱讀教材P12有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}： （1）什么是熱平衡？ （2）怎樣理解"熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)"？ （3）怎樣判斷"兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的"？ （4）熱平衡定律的內(nèi)容是什么？ （5）溫度是如何定義的？其物理意義是什么？ 學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。 參考答案： （1）對(duì)于兩個(gè)相互作用的系統(tǒng)，如果它們之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導(dǎo)熱性能很好的材料接觸，這兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會(huì)互相影響而分別改變。最后，兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)具有了某個(gè)"共同性質(zhì)"，此時(shí)我們說兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。 （2）兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后

5、再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。 （3）只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。 （4）實(shí)驗(yàn)表明：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，這個(gè)結(jié)論稱為熱平衡定律。 （5）兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有一個(gè)"共同性質(zhì)"，我們就把表征這一"共同性質(zhì)"的物理量定義為溫度。也就是說，溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是"一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度"。 3．溫度計(jì)

6、與溫標(biāo) 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P13有關(guān)內(nèi)容。回答問題： （1）什么是溫標(biāo)？ （2）如何來確定一個(gè)溫標(biāo)？并以"攝氏溫標(biāo)"的確定為例加以說明。 （3）什么是熱力學(xué)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度？熱力學(xué)溫度的單位是什么？熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系怎樣？ 學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。 參考答案： （1）如果要定量地描述溫度，就必須有一套方法，這套方法就是溫標(biāo)。 （2）確定一個(gè)溫標(biāo)時(shí)首先要選擇一種測(cè)溫的物質(zhì)，根據(jù)這種物質(zhì)的某個(gè)特性來制造溫度計(jì)。例如，可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計(jì)，這時(shí)我們規(guī)定細(xì)管中水銀柱的高度與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系；也可以根據(jù)鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度

7、計(jì)，這時(shí)我們現(xiàn)定鉑的電阻與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系。同樣的道理，還可以根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來制造氣體溫度計(jì)，根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來制造熱電偶溫度計(jì)，等等。 確定了測(cè)溫物質(zhì)和這種物質(zhì)用以測(cè)溫的某種性質(zhì)之后，還要確定溫度的零點(diǎn)和分度的方法。例如，早期的攝氏溫標(biāo)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃；并據(jù)此把玻璃管上0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每份算做1℃。 （3）以-273.15℃（在高中階段可簡單粗略地記成-273℃）作為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo)，也叫絕對(duì)溫標(biāo)。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度。它是國際單位制中七個(gè)基本物理量之一，用符號(hào) T表示

8、，單位是開爾文，簡稱開，符號(hào)為K。 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系是： T= t+273.15K 說明：熱力學(xué)溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學(xué)溫度的零度即0K，叫絕對(duì)零度，它是宇宙中只能無限接近，但不可能達(dá)到的低溫的極限。 典例探究 例１　細(xì)心觀察可以發(fā)現(xiàn)，常見液體溫度計(jì)的下部的玻璃泡較大，壁也比較薄，上部的管均勻而且很細(xì)，想一想，溫度計(jì)為什么要做成這樣呢？ 解析：這樣做的目的都是為了使測(cè)量更準(zhǔn)確、更方便。下部較大而上部很細(xì)，這樣下部儲(chǔ)存的液體就比較多，當(dāng)液體膨脹收縮時(shí)，膨脹或收縮不大的體積，在細(xì)管中的液面就有較大的變化，可以使測(cè)量更精確；下部的壁很薄，可以使玻璃泡

9、內(nèi)的測(cè)溫物質(zhì)的溫度較快地與待測(cè)物質(zhì)的溫度一致；細(xì)管的粗細(xì)是均勻的，是為了使刻度均勻，更便于讀數(shù)。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了： 1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量。 2．熱平衡與溫度的概念。 3．溫度計(jì)與溫標(biāo)。 課余作業(yè) 1．閱讀P14"科學(xué)漫步"中的材料。 2．完成P15"問題與練習(xí)"的題目。 附：課后練習(xí) 1．關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，以下說法正確的是（ ） A．熱力學(xué)溫度的單位"K"是國際單位制中的基本單位 B．溫度升高了1℃就是升高了1K C．1℃就是1 K D．0℃的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K 2．（1）水的沸點(diǎn)是______

10、℃=_________K； （2）絕對(duì)零度是______℃=_________K； （3）某人體溫是36.5℃，也可以說體溫為______K；此人體溫升高1.5℃，也可以說體溫升高了______K。 （4）10℃=______K； 10K=______℃； 27℃=______K； 27K=______℃； 273℃=______K； 273K=______℃； （5）若Δt=40℃，則ΔT=______K；若ΔT=25K，則Δt=______℃。 7__________________________________________________