高中物理《溫度和溫標》課件（人教版選修3-3）

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歡迎進入物理課堂 第四節(jié)溫度和溫標 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第四節(jié) 課前自主學案 課標定位 學習目標 1 知道狀態(tài)參量以及平衡態(tài)的概念 2 理解熱平衡的概念及熱平衡定律 3 掌握溫度與溫標的定義 理解溫度意義以及熱力學溫度的表示 理解攝氏溫度與熱力學溫度的關系 重點難點 1 對熱平衡和溫度的理解 2 熱力學溫標及熱力學溫度與攝氏溫度的數(shù)量關系 課標定位 課前自主學案 一 狀態(tài)參量與平衡態(tài)1 狀態(tài)參量 描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量叫系統(tǒng)的狀態(tài)參量 通常用 描述它的幾何性質 用 描述其力學性質 用 描述其熱學性質 2 平衡態(tài) 對于一個不受外界影響的系統(tǒng) 無論其初始狀態(tài)如何 經過足夠長的時間 必將 體積 壓強 溫度 達到 不再隨時間變化的狀態(tài) 這種狀態(tài)叫 否則就是 二 熱平衡與溫度1 熱平衡 兩個相互接觸的系統(tǒng) 它們之間沒有隔熱材料 或通過導熱性能好的材料接觸 經過一段時間 這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再發(fā)生變化 即這兩個系統(tǒng)達到了 溫度 壓強 平衡態(tài) 非平衡態(tài) 熱平衡狀態(tài) 2 熱平衡定律 如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡 那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于 3 溫度 處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一 共同熱學性質 即 這就是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理 三 溫度計與溫標1 攝氏溫標 早期的攝氏溫標規(guī)定 標準大氣壓下的冰的熔點為 水的沸點為 熱平衡 溫度 0 100 2 熱力學溫標 熱力學溫標的0點規(guī)定為攝氏溫度的 它的一度與攝氏溫度的一度相等 這種表示溫度的方法就是熱力學溫標 也叫 溫標 用這種方法表示的溫度叫熱力學溫度 單位是 簡稱開 K 3 熱力學溫度與攝氏溫度的關系 T 273 15 開爾文 開爾文 t 273 15K 核心要點突破 一 平衡態(tài)與熱平衡1 平衡態(tài)的理解熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡 組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動 只是分子運動的平均效果不隨時間變化 表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質 溫度 體積 壓強 不隨時間變化 而力學中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài) 2 熱平衡的理解相互接觸的兩個系統(tǒng) 各自的狀態(tài)參量將會相互影響而分別改變 最后 兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將不再變化 我們就說兩系統(tǒng)達到了熱平衡 一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度 所以兩個系統(tǒng)達到熱平衡的標準是系統(tǒng)具有相同的溫度 3 平衡態(tài)與熱平衡概念的區(qū)別 1 平衡態(tài)不是熱平衡 平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的 熱平衡是對兩個接觸的系統(tǒng)而言的 2 分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時 它們的狀態(tài)可能會發(fā)生變化 直到溫度相同時 兩系統(tǒng)便達到了熱平衡 達到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài) 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 下列說法正確的是 A 兩個系統(tǒng)處于熱平衡時 它們一定具有相同的熱量B 如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡 那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡C 溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D 熱平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理 解析 選BCD 熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量 溫度 故A項錯誤 C項正確 由熱平衡定律 若物體與A處于熱平衡 它同時也與B達到熱平衡 則A的溫度便等于B的溫度 這也是溫度計用來測量溫度的基本原理 故B D項也正確 二 溫度與溫標1 溫度 含義的兩種說法溫度表示物體的冷熱程度 這樣的定義帶有主觀性 因為冷熱是由人體的感覺器官比較得到的 往往是不準確的 溫度的嚴格定義是建立在熱平衡定律基礎上的 熱平衡定律指出 兩個物體相互處于熱平衡時 存在一個數(shù)值相等的態(tài)函數(shù) 這個態(tài)函數(shù)就是溫度 這樣的定義更具有科學性 2 溫度計測量原理 一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度 溫度計與待測物體接觸 達到熱平衡 其溫度與待測物體的溫度相同 3 溫標 1 常見的溫標有攝氏溫標 華氏溫標 熱力學溫標 2 溫標要素 第一選擇某種具有測溫屬性的測溫物質 第二了解測溫物質隨溫度變化的函數(shù)關系 第三確定溫度零點和分度的方法 溫度的兩種數(shù)值表示法 攝氏溫標和熱力學溫標 特別提醒 1 熱力學溫度中的0K也叫絕對零度 等于 273 15 它是低溫的極限 可以無限接近但永遠也達不到這一溫度 2 熱力學溫度單位開爾文是國際單位制中七個基本單位之一 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 關于熱力學溫度和攝氏溫度 以下說法正確的是 A 熱力學溫度的單位 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1KC 物體的溫度由本身決定 數(shù)值與所選溫標無關D 0 的溫度可用熱力學溫度粗略地表示為273K 解析 選ABD 熱力學溫度K是國際單位制中七個基本物理量之一 其單位稱為基本單位 A對 用攝氏溫標與熱力學溫標表示同一物體的溫度數(shù)值不同 必有T t 273 15K 可知C錯 D對 兩種溫標每一度的含義相同 即1 1K B對 課堂互動講練 關于平衡態(tài)和熱平衡 下列說法中正確的是 A 只要溫度不變且處處相等 系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B 兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化 說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相等的C 熱平衡就是平衡態(tài)D 處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等 思路點撥 一個系統(tǒng)的溫度 壓強 體積都不在變化 才是處于平衡態(tài) 若兩個系統(tǒng)的溫度相等 則兩個系統(tǒng)已達到熱平衡 自主解答 一般來說 描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不止一個 僅僅根據(jù)溫度不變且處處相等不能得出系統(tǒng)一定處于平衡態(tài)的結論 選項A錯 根據(jù)熱平衡的定義可知B和D是正確的 平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的 熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結果 可見選項C錯 答案 BD 方法總結 平衡態(tài)的特點 系統(tǒng)溫度 壓強 體積不發(fā)生變化 熱平衡特點 兩個處于平衡態(tài)的系統(tǒng)具有相同的溫度 變式訓練1關于熱平衡 下列說法正確的是 A 系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達到熱平衡就是它們的溫度達到相同的數(shù)值B 標準狀況下冰水混合物與0 的水未達到熱平衡 C 量體溫時溫度計需和身體接觸十分鐘左右是為了讓溫度計跟身體達到熱平衡D 冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)解析 選ACD 兩系統(tǒng)達到熱平衡時的標志是它們的溫度相同 或者說它們的冷熱程度相同 所以A C D對 B錯 關于熱力學溫度下列說法中正確的是 A 33 240KB 溫度變化1 也就是溫度變化1KC 攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值D 溫度由t 升至2t 對應的熱力學溫度升高了273K t 精講精析 本題主要考查熱力學溫度與攝氏溫度的關系 T 273K t 由此可知 33 240K A正確 同時B正確 D中初態(tài)熱力學溫度為273K t 末態(tài)為273K 2t 溫度變化tK 故D錯 對于攝氏溫度可取負值的范圍為 273 0 因絕對零度達不到 故熱力學溫度不可能取負值 故C錯 答案 AB 方法總結 熟練應用T t 273 15K是解決有關熱力學溫度與攝氏溫度換算的基礎 就一個分度而言 1 和1K相等 即 T t 變式訓練2下列關于熱力學溫度的說法中 正確的是 A 136 比136K溫度高B 0 等于273 15KC 1 就是1KD 升高1 就是升高273 15K 解析 選AB 根據(jù)T t 273 15K可知 136 137 15K 0 等于273 15K A B正確 由 T t判斷C D錯誤 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全