《2.1 溫度和溫標(biāo) 教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2.1 溫度和溫標(biāo) 教案（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2.1 溫度和溫標(biāo)
〖教材分析〗
在初中溫度是用來(lái)表示物體冷熱程度的一個(gè)物理量，在我國(guó)通常使用攝氏溫標(biāo)來(lái)標(biāo)志。本節(jié)課將溫度的概念深化，溫度是熱平衡的標(biāo)志。并由此引出測(cè)溫物質(zhì)以及溫標(biāo)等概念。本節(jié)課將更加有助于學(xué)生立即溫度的含義，和對(duì)物理生活的認(rèn)識(shí)，激發(fā)對(duì)生活的感悟。
〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗
物理觀念∶理解狀態(tài)參量、平衡態(tài)溫度、熱力學(xué)溫度的概念，理解熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的區(qū)別和聯(lián)系。
科學(xué)思維∶對(duì)比分析平衡態(tài)與熱平衡之間的關(guān)系，知道溫度它們是共同的熱學(xué)性質(zhì)。
科學(xué)探究：利用玻璃瓶模擬伽利略的溫度計(jì)，知道溫度計(jì)的普遍原理。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶溫度的使用，再次體現(xiàn)了知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力為社會(huì)服
2、務(wù)的生動(dòng)例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
〖教學(xué)重難點(diǎn)〗
教學(xué)重點(diǎn)：熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：熱平衡與溫度的關(guān)系。
〖教學(xué)準(zhǔn)備〗
多媒體課件、玻璃瓶，膠塞、酒精燈、水槽、細(xì)管等。
〖教學(xué)過(guò)程〗
物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子之間存在著相互作用力。這些因素決定了分子的三種不同的聚集狀態(tài)∶氣體、固體和液體。物質(zhì)材料：石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代和電子信息。
一、新課引入
假如一個(gè)容器用擋板K隔開(kāi)，容器中的氣體被分成A、B兩部分，它們的壓強(qiáng)分別為pA、PB，溫度分別為TA、TB。打開(kāi)擋板K后，如果容器與外界沒(méi)有能量交換，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，容器
3、內(nèi)的氣體會(huì)是什么狀態(tài)?
提出問(wèn)題：狀態(tài)穩(wěn)定后，它們的壓強(qiáng)、溫度和開(kāi)始的時(shí)候比是變大了還是變小了?
二、新課教學(xué)
（一）狀態(tài)參量與平衡態(tài)
問(wèn)題提問(wèn)：什么是系統(tǒng)，什么是外界？
1.在物理學(xué)中所研究的對(duì)象，稱為系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體，統(tǒng)稱為外界。
例如，用酒精燈加熱容器中的氣體，把氣體作為研究對(duì)象，它就是一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，而容器和酒精燈就是外界。
熱力學(xué)研究的對(duì)象是由大量分子組成的系統(tǒng)，我們稱之為熱力學(xué)系統(tǒng)。
3.狀態(tài)參量：表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量
描述對(duì)象
狀態(tài)參量
參量類型
質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
位置和速度v
運(yùn)動(dòng)學(xué)參量
系統(tǒng)的空間范圍
體積V
4、
幾何參量
系統(tǒng)間或內(nèi)部力的作用
壓強(qiáng)P
力學(xué)參量
確定系統(tǒng)冷熱程度
溫度T
熱學(xué)參量
例如：某鋼瓶容積為100L，其內(nèi)煤氣在溫度為20oC時(shí)的氣壓為5atm。那在我們使用的過(guò)程中是什么量在變化了呢？鋼瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)在減少，溫度在降低，一直在變化，體積是不變的。這就是狀態(tài)參數(shù)變化的過(guò)程。
所以現(xiàn)實(shí)中我們不可能研究每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)樗麄兲嗬?，所以咱一般研究的是一個(gè)系統(tǒng)的宏觀參數(shù)。
4.平衡態(tài)
比如這個(gè)氣體系統(tǒng)，其中各個(gè)部分的參數(shù)是不同的，就好像一個(gè)房間里有的地方分子密集一些，壓強(qiáng)大一些，有的地方稀疏一些壓強(qiáng)小，而且會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化。
但如果排除外界影響，并且性
5、質(zhì)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，由于氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和彼此撞擊，最終各部分的狀態(tài)參數(shù)會(huì)趨于一致，也就是各部分的壓強(qiáng)，分子數(shù)，冷熱程度等參數(shù)都均勻，且不再隨著時(shí)間發(fā)生變化。就可以說(shuō)這個(gè)氣體系統(tǒng)處于平衡態(tài)。即
對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量會(huì)達(dá)到穩(wěn)定（不隨時(shí)間變化）的狀態(tài) 。就叫做平衡態(tài)。
在中學(xué)階段，我們主要處理平衡態(tài)的問(wèn)題。
（二）熱平衡與溫度
1.熱平衡
掏出兩個(gè)狀態(tài)參量不同的系統(tǒng)，通過(guò)導(dǎo)熱材料相互接觸。那他倆就會(huì)相互影響進(jìn)行熱交換，相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)也會(huì)改變，但一段時(shí)間后就都不再變化啦，于是我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡。
2.熱平衡定律
此時(shí)你如果把他倆分開(kāi)，只要
6、他們沒(méi)受到外界影響，那讓他倆再次接觸時(shí)，還處于熱平衡狀態(tài)?？茖W(xué)家在這個(gè)基礎(chǔ)上還發(fā)現(xiàn)了普遍規(guī)律，如果A系統(tǒng)與B系統(tǒng)熱平衡，B與C熱平衡，那么A與C一定也熱平衡。即
如果兩個(gè)系統(tǒng)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，也叫熱力學(xué)第零定律。
3.溫度
既然兩個(gè)系統(tǒng)，處于熱平衡，那肯定有某種共同的熱學(xué)性質(zhì)，它就是溫度。
問(wèn)題：為什么溫度計(jì)為啥能測(cè)量溫度？
因?yàn)樗蜏囟扔?jì)這倆系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，達(dá)到熱平衡位置，此時(shí)溫度計(jì)中液體的溫度和熱水的溫度應(yīng)該相同，用數(shù)字標(biāo)出來(lái)，就測(cè)量出熱水的溫度了。
4.平衡態(tài)與熱平衡的比較
平衡態(tài)
熱平衡
區(qū)
7、別
研究對(duì)象
一個(gè)系統(tǒng)
兩個(gè)接觸的系統(tǒng)
判斷依據(jù)
系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)參量不變
兩個(gè)系統(tǒng)溫度相同
聯(lián)系
處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)
（三）溫度計(jì)與溫標(biāo)
1.測(cè)溫物質(zhì)
①氣體測(cè)溫
古時(shí)候人們測(cè)量溫度主要靠體感，后來(lái)，伽利略老先生經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，發(fā)明了世界上第一只空氣溫度計(jì)。觀察一下，玻璃管中裝著帶顏色的水上端是個(gè)空心的圓球，下端開(kāi)口插入盛水的容器中。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，圓筒內(nèi)氣體體積膨脹，時(shí)管中液面下降。反過(guò)來(lái)，環(huán)境溫度降低，圓球內(nèi)氣體體積收縮管中液面上升。只要在管子上事先標(biāo)定溫度，就可以測(cè)量環(huán)境溫度啦。
②液體測(cè)溫
主要是酒精溫度計(jì)和水銀溫度計(jì)。注意，酒精的沸點(diǎn)
8、只有78℃，酒精溫度計(jì)不能測(cè)量沸水的溫度。也正因?yàn)槿绱?，人們用水銀代替酒精，因?yàn)樗姆悬c(diǎn)高達(dá)357℃，測(cè)量的范圍更大。它們的原理初中也學(xué)過(guò)了。
總的來(lái)說(shuō)溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)的熱脹冷縮的特性制成的。
問(wèn)題：溫度計(jì)在生活中應(yīng)用廣泛。那溫度是如何定量定標(biāo)的？它的標(biāo)準(zhǔn)是什么？
2.確定溫度零點(diǎn)和分度值
如果要確定一套溫標(biāo)，咱就需要規(guī)定出它的零點(diǎn)和分度標(biāo)準(zhǔn)，拿常用的攝氏溫度為例。是將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物的溫度或者說(shuō)冰的熔點(diǎn)規(guī)定為0℃，而沸水的溫度規(guī)定為100℃，然后把0~100℃之間，平均分成100份，每一份都是1℃，這就是現(xiàn)在使用的攝氏溫標(biāo)。
3.溫標(biāo)
①攝氏溫標(biāo)（攝氏溫度）：?jiǎn)挝挥谩?/p>
9、來(lái)表示
②華氏溫標(biāo)（華氏溫度）：?jiǎn)挝挥肍來(lái)表示
③熱力學(xué)溫標(biāo)（熱力學(xué)溫度）：?jiǎn)挝挥肒來(lái)表示
平時(shí)用的攝氏溫度t，和熱力學(xué)溫標(biāo)T之間滿足關(guān)系：
T=t+273.15K
熱力學(xué)溫標(biāo)的確定沒(méi)有依賴具體的測(cè)溫物質(zhì)，而是根據(jù)理想氣體定律和熱力學(xué)定律得出的，所以這里絕對(duì)要比攝氏溫標(biāo)更有科學(xué)意義，那在科研中大多用的就是熱力學(xué)溫度。
課堂練習(xí)
例1：天氣預(yù)報(bào)地目的最高氣溫是27℃，它是多少開(kāi)爾文?進(jìn)行低溫物理的研究時(shí)熱力學(xué)溫度是2.5K，它是多少攝氏度?
解析：（1）已知t=27℃帶入，T = t + 273.15
得T=27+273.15=300.15K
（2） 已知T=2.5
10、K帶入，T = t + 273.15
得t= -270.65oC
例2：關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A. -33℃=240.15K
B. 溫度變化了1℃，也就是溫度變化1K
C. 攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值
D. 溫度由t升至2t，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273K+t?
解析：AB正確，熱力學(xué)溫度不可以取負(fù)值。
例3：圖甲表示某金屬絲的電阻 R 隨攝氏溫度 t 變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(lái)(圖乙)，用這段金屬絲做溫度探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，于是就得到一個(gè)
11、最簡(jiǎn)單的電阻溫度計(jì)。請(qǐng)判斷：如果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻都是不變的，電流表上代表 t1、t2 的兩點(diǎn)，哪個(gè)應(yīng)該標(biāo)在電流比較大的刻度上？
解析：根據(jù)焦耳定律和閉合電路歐姆定律 可知：電流通過(guò)導(dǎo)體電阻發(fā)熱，電阻溫度升高，電阻阻值增大，電流變小，故 t1 應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上。
〖板書設(shè)計(jì)〗
2.1 溫度和溫標(biāo)
一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)
1.在物理學(xué)中所研究的對(duì)象，稱為系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體，統(tǒng)稱為外界。
3.狀態(tài)參量∶表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量 體積V、壓強(qiáng)P、溫度T
4.平衡態(tài)∶對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，系統(tǒng)各部分的
12、狀態(tài)參量會(huì)達(dá)到穩(wěn)定（不隨時(shí)間變化）的狀態(tài)。
二、熱平衡與溫度
1.熱平衡∶如果兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸而傳熱 ，它們的狀態(tài)參量將會(huì)互相影響而分別改變，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，狀態(tài)參量不再變化，我們就說(shuō)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。
2.熱平衡定律∶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)也必定處于熱平衡。
3.共同的熱學(xué)性質(zhì) ∶達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度
三、溫度計(jì)與溫標(biāo)
開(kāi)氏溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系是∶T=t+ 273.15K
〖教學(xué)反思〗
本課內(nèi)容更加適合提問(wèn)式授課，一個(gè)知識(shí)就可以作為一個(gè)問(wèn)題來(lái)提問(wèn)學(xué)生。估計(jì)這樣的效果會(huì)更好。本課學(xué)生難以理解的是開(kāi)氏溫度和攝氏溫度之間轉(zhuǎn)化關(guān)系。關(guān)系式是非常簡(jiǎn)單的，但是到做題的時(shí)候就不懂，主要還是不理解為什么要這樣轉(zhuǎn)化，所以上課時(shí)一定要講清楚開(kāi)氏溫度的應(yīng)用，以及和攝氏、華氏溫度的區(qū)別等。
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2.1 溫度和溫標(biāo) 教案
