新步步高2014-2015學年高二物理人教版選修3-3課件：7.4溫度和溫標課件

1、1.知道平衡態(tài)及系統(tǒng)的狀態(tài)參量知道平衡態(tài)及系統(tǒng)的狀態(tài)參量.2.明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的 關(guān)系關(guān)系.3.了解溫度計的原理，知道熱力學溫度與攝氏溫度了解溫度計的原理，知道熱力學溫度與攝氏溫度 的換算關(guān)系的換算關(guān)系 學習目標定位學習目標定位學習探究區(qū)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)二、熱平衡與溫度二、熱平衡與溫度三、溫度計與溫標三、溫度計與溫標一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)問題設計問題設計在力學中，為了確定物體的運動狀態(tài)，我們使用了物體的坐標在力學中，為了確定物體的運動狀態(tài)，我們使用了物體的坐標和速度這兩個物理量如果我們要研究一箱氣體的熱學性

2、質(zhì)，和速度這兩個物理量如果我們要研究一箱氣體的熱學性質(zhì)，需要哪些物理量呢？需要哪些物理量呢？答案體積、壓強和溫度體積、壓強和溫度要點提煉要點提煉1熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)參量熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)參量(1)體積體積V：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的 (2)壓強壓強p：系統(tǒng)的力學參量，它可以描述系統(tǒng)的：系統(tǒng)的力學參量，它可以描述系統(tǒng)的 性質(zhì)性質(zhì)(3)溫度溫度T：系統(tǒng)的熱學參量，它可以確定系統(tǒng)的：系統(tǒng)的熱學參量，它可以確定系統(tǒng)的 程度程度空間范圍空間范圍一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)力學力學冷熱冷熱2對平衡態(tài)的理解對平衡態(tài)的理解(1)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

3、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)過足夠長的時間，系統(tǒng)內(nèi)的各部有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)內(nèi)的各部分的狀態(tài)參量會達到分的狀態(tài)參量會達到 ，即達到平衡態(tài)，即達到平衡態(tài)(2)把不同壓強、不同溫度的氣體混合在同一個容器中，如果容把不同壓強、不同溫度的氣體混合在同一個容器中，如果容器與外界沒有能量交換，經(jīng)過一段時間后，容器內(nèi)各點的壓強、器與外界沒有能量交換，經(jīng)過一段時間后，容器內(nèi)各點的壓強、溫度就會變得溫度就會變得 ，即達到平衡態(tài)，即達到平衡態(tài)穩(wěn)定穩(wěn)定一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)一樣一樣一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)延伸思考延伸思考處于平衡態(tài)的系統(tǒng)，其內(nèi)部分

4、子是否停止了運動？處于平衡態(tài)的系統(tǒng)，其內(nèi)部分子是否停止了運動？答案答案不是熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分不是熱力學的平衡態(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(zhì)不隨時間變化間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化二、熱平衡與溫度 用手心握住體溫計熱敏部分，觀察到體溫計的示數(shù)逐漸上用手心握住體溫計熱敏部分，觀察到體溫計的示數(shù)逐漸上升當上升到升當上升到36 左右時，為什么不再上升？當把它立即放入左右時，為什么不再上升？當把它立即放入40 的水中時，你又看到什么現(xiàn)

5、象？的水中時，你又看到什么現(xiàn)象？ 問題設計問題設計答案答案體溫計與人體溫度相同時，不再上升；又會上升體溫計與人體溫度相同時，不再上升；又會上升 要點提煉要點提煉1理解熱平衡的兩個層面理解熱平衡的兩個層面(1)原來兩個系統(tǒng)不是熱平衡，接觸后最終達到熱平衡原來兩個系統(tǒng)不是熱平衡，接觸后最終達到熱平衡(2)原來兩個系統(tǒng)處于熱平衡，再接觸，兩個系統(tǒng)它們的狀態(tài)原來兩個系統(tǒng)處于熱平衡，再接觸，兩個系統(tǒng)它們的狀態(tài) 不發(fā)生變化不發(fā)生變化二、熱平衡與溫度2熱平衡與溫度熱平衡與溫度(1)一切達到熱平衡的物體都具有相同的一切達到熱平衡的物體都具有相同的 (2)溫度計的測溫原理溫度計的測溫原理若物體與若物體與A處于熱

6、平衡，它同時也與處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則達到熱平衡，則A的溫度的溫度 B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理溫度溫度等于等于二、熱平衡與溫度如圖如圖1所示，伽利略溫度計是利用玻璃管內(nèi)封所示，伽利略溫度計是利用玻璃管內(nèi)封閉的氣體作為測量物質(zhì)制成的，當外界溫度越閉的氣體作為測量物質(zhì)制成的，當外界溫度越高時，細管內(nèi)的水柱越高嗎？高時，細管內(nèi)的水柱越高嗎？三、溫度計與溫標 問題設計問題設計答案答案由熱脹冷縮可知，當外界溫度越高時，氣體膨脹越厲害，由熱脹冷縮可知，當外界溫度越高時，氣體膨脹越厲害，則細管內(nèi)的水柱越低則細管內(nèi)的水柱越低圖圖11幾

7、種溫度計的測量原理幾種溫度計的測量原理(1)水銀溫度計是根據(jù)水銀水銀溫度計是根據(jù)水銀 的性質(zhì)來測量溫度的的性質(zhì)來測量溫度的(2)金屬電阻溫度計是根據(jù)金屬的電阻隨金屬電阻溫度計是根據(jù)金屬的電阻隨 的變化來測量溫的變化來測量溫度的度的(3)氣體溫度計是根據(jù)氣體壓強與氣體溫度計是根據(jù)氣體壓強與 的關(guān)系來測量溫度的的關(guān)系來測量溫度的(4)熱電偶溫度計是根據(jù)不同導體因溫差產(chǎn)生的熱電偶溫度計是根據(jù)不同導體因溫差產(chǎn)生的 來測來測量溫度的量溫度的三、溫度計與溫標 要點提煉要點提煉熱脹冷縮熱脹冷縮溫度溫度溫度溫度電動勢大小電動勢大小2溫標要素溫標要素第一，選擇某種具有測溫屬性的第一，選擇某種具有測溫屬性的 ；第

8、二，了解測溫物質(zhì)；第二，了解測溫物質(zhì)隨隨 變化的函數(shù)關(guān)系；第三，確定溫度零點和分度的方法變化的函數(shù)關(guān)系；第三，確定溫度零點和分度的方法3熱力學溫度熱力學溫度T與攝氏溫度與攝氏溫度t的關(guān)系的關(guān)系(1)公式：公式：T .(2)注意：攝氏溫標的注意：攝氏溫標的1 的分格與熱力學溫標的分格與熱力學溫標1 K的分格是等價的分格是等價的，故用熱力學溫標表示的溫度和攝氏溫標表示的溫度，雖然起的，故用熱力學溫標表示的溫度和攝氏溫標表示的溫度，雖然起點不同，但表示溫度的溫度差是相同的，即點不同，但表示溫度的溫度差是相同的，即Tt.三、溫度計與溫標測溫物質(zhì)測溫物質(zhì)溫度溫度t273.15 K三、溫度計與溫標 延伸思

9、考延伸思考“1 K1 ”對嗎？對嗎？答案答案在表示溫度差時在表示溫度差時“1 K1 ”是正確的，即是正確的，即Tt.但在表但在表示溫度高低時卻不正確示溫度高低時卻不正確【例【例1】下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài) 時各部分的參量不發(fā)生變化時各部分的參量不發(fā)生變化B當系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長的時間，其內(nèi)部各部當系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長的時間，其內(nèi)部各部 分狀態(tài)參量將會相同分狀態(tài)參量將會相同C只有處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量只有處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D兩物體發(fā)生熱傳遞

10、時，它們組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)兩物體發(fā)生熱傳遞時，它們組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)典例精析解析解析處于非平衡狀態(tài)的系統(tǒng)也有狀態(tài)參量，而且參量會發(fā)生處于非平衡狀態(tài)的系統(tǒng)也有狀態(tài)參量，而且參量會發(fā)生變化經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)若不受外界影響就會達到平衡變化經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)若不受外界影響就會達到平衡狀態(tài)，各部分狀態(tài)參量將會相同，故狀態(tài)，各部分狀態(tài)參量將會相同，故B項正確，項正確，A、C項錯誤；項錯誤；處于熱傳遞過程中的兩系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，故處于熱傳遞過程中的兩系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)，故D項錯誤項錯誤典例精析答案答案B一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)典例精析

11、二、熱平衡與溫度二、熱平衡與溫度【例例2 】 關(guān)于熱平衡，下列說法正確的是關(guān)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狀態(tài)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狀態(tài)B標準狀況下，冰水混合物與標準狀況下，冰水混合物與0 C的水未達到熱平衡的水未達到熱平衡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)冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)典例精析二、熱平衡與溫度二、熱平衡與溫度解析解析兩系統(tǒng)達到熱平衡時的標志是它們的溫度相同，或者

12、說它兩系統(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，所以們的冷熱程度相同，所以A、C、D對，對，B錯錯答案答案ACD三、溫度計與溫標三、溫度計與溫標典例精析【例例3 】 關(guān)于溫度與溫標，下列說法正確的是關(guān)于溫度與溫標，下列說法正確的是()A溫度與溫標是一回事，所以熱力學溫標也稱為熱力學溫度溫度與溫標是一回事，所以熱力學溫標也稱為熱力學溫度B攝氏溫度與熱力學溫度都可以取負值攝氏溫度與熱力學溫度都可以取負值C攝氏溫度升高攝氏溫度升高3 ，在熱力學溫標中溫度升高，在熱力學溫標中溫度升高276.15 KD熱力學溫度每一度的大小與攝氏溫度每一度的大小相等熱力學溫度每一度的大小與攝氏溫

13、度每一度的大小相等典例精析解析解析溫標是溫度數(shù)值的表示方法，所以溫度與溫標是不同的概溫標是溫度數(shù)值的表示方法，所以溫度與溫標是不同的概念，用熱力學溫標表示的溫度稱為熱力學溫度，選項念，用熱力學溫標表示的溫度稱為熱力學溫度，選項A錯攝氏錯攝氏溫度可以取負值，但是熱力學溫度不能取負值，因為熱力學溫度溫度可以取負值，但是熱力學溫度不能取負值，因為熱力學溫度的零點是低溫的極限，故選項的零點是低溫的極限，故選項B錯攝氏溫度的每一度與熱力學錯攝氏溫度的每一度與熱力學溫度的每一度的大小相等，選項溫度的每一度的大小相等，選項D正確攝氏溫度升高正確攝氏溫度升高3 ，也，也就是熱力學溫度升高了就是熱力學溫度升高了

14、3 K，故選項，故選項C錯錯三、分子力的宏觀表現(xiàn)三、分子力的宏觀表現(xiàn)答案答案D典例精析針對訓練針對訓練關(guān)于溫標，下列說法正確的是關(guān)于溫標，下列說法正確的是()A溫標不同，測量時得到同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值可能是不同的溫標不同，測量時得到同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值可能是不同的B不同溫標表示的溫度數(shù)值不同，則說明溫度不同不同溫標表示的溫度數(shù)值不同，則說明溫度不同C溫標的規(guī)定都是人為的，沒有什么理論依據(jù)溫標的規(guī)定都是人為的，沒有什么理論依據(jù)D熱力學溫標和攝氏溫標是兩種不同的溫度表示方法，表示的熱力學溫標和攝氏溫標是兩種不同的溫度表示方法，表示的 溫度數(shù)值沒有關(guān)系溫度數(shù)值沒有關(guān)系三、分子力的宏觀表現(xiàn)三、分子力的宏觀

15、表現(xiàn)典例精析三、分子力的宏觀表現(xiàn)三、分子力的宏觀表現(xiàn)解析解析溫標不同，測量同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值一般不同，溫標不同，測量同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值一般不同，A對，對，B錯每一種溫標的規(guī)定都有一定意義，如攝氏溫標的錯每一種溫標的規(guī)定都有一定意義，如攝氏溫標的0 表示標表示標準大氣壓下冰的熔點，準大氣壓下冰的熔點，100 為標準大氣壓下水的沸點，為標準大氣壓下水的沸點，C錯熱力學溫標和攝氏溫標在數(shù)值上有錯熱力學溫標和攝氏溫標在數(shù)值上有Tt273.15 K，D錯錯.答案答案A自我檢測區(qū)123課堂要點小結(jié)課堂要點小結(jié)1(狀態(tài)參量與平衡態(tài)狀態(tài)參量與平衡態(tài))下列狀態(tài)中處于平衡態(tài)的是下列狀態(tài)中處于平衡態(tài)的是()A將一金

16、屬塊放在沸水中加熱足夠長的時間將一金屬塊放在沸水中加熱足夠長的時間B冰水混合物處在冰水混合物處在0 環(huán)境中環(huán)境中C突然被壓縮的氣體突然被壓縮的氣體D開空調(diào)開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室中的氣體分鐘內(nèi)教室中的氣體123答案答案AB123解析解析系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變金屬塊放系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變金屬塊放在沸水中加熱足夠長的時間，冰水混合物在在沸水中加熱足夠長的時間，冰水混合物在0 環(huán)境中，其溫環(huán)境中，其溫度、壓強、體積都不再變化，是平衡態(tài)，故度、壓強、體積都不再變化，是平衡態(tài)，故A、B對；突然被對；突然被壓縮的氣體溫度升高，壓強變大，故其不是平衡態(tài)，壓縮的氣體溫度升高，壓強變大，

17、故其不是平衡態(tài)，C錯；開錯；開空調(diào)空調(diào)2分鐘內(nèi)教室中的氣體溫度、體積均要變化，故其不是平分鐘內(nèi)教室中的氣體溫度、體積均要變化，故其不是平衡態(tài)，衡態(tài)，D錯錯2(熱平衡與溫度熱平衡與溫度)下列說法正確的是下列說法正確的是()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熱

18、平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理123解析解析處于熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量處于熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量溫度，故溫度，故A項錯誤，項錯誤，C項正確；由熱平衡定律可知，若物體與項正確；由熱平衡定律可知，若物體與A處于熱平衡，處于熱平衡，它同時也與它同時也與B達到熱平衡，則達到熱平衡，則A的溫度便等于的溫度便等于B的溫度，這也是溫的溫度，這也是溫度計用來測量溫度的基本原理，故度計用來測量溫度的基本原理，故B、D兩項也正確故正確答案兩項也正確故正確答案為為B、C、D.答案答案BCD1233(溫度計與溫標溫度計與溫標)嚴冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下魚兒仍嚴冬，湖面上結(jié)了厚厚的

19、冰，但冰下魚兒仍在游動為了測出冰下水的溫度，徐強同學在冰上打了一個洞，在游動為了測出冰下水的溫度，徐強同學在冰上打了一個洞，拿來一支實驗室溫度計，用下列四種方法測水溫，正確的做法拿來一支實驗室溫度計，用下列四種方法測水溫，正確的做法是是()123A用線將溫度計拴牢從洞中放入水里，待較長時間后從水中提用線將溫度計拴牢從洞中放入水里，待較長時間后從水中提 出，讀出示數(shù)出，讀出示數(shù)B取一塑料飲水瓶，將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后取取一塑料飲水瓶，將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后取 出，再用溫度計測瓶中水的溫度出，再用溫度計測瓶中水的溫度C取一塑料飲水瓶，將溫度計懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中取一塑料飲水瓶，將溫度計懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中 放入水里，水灌滿瓶后待較長時間，然后將瓶提出，立即讀放入水里，水灌滿瓶后待較長時間，然后將瓶提出，立即讀 出溫度計的示數(shù)出溫度計的示數(shù)D手拿溫度計，從洞中將溫度計插入水中，待較長時間后取出手拿溫度計，從洞中將溫度計插入水中，待較長時間后取出 立即讀出示數(shù)立即讀出示數(shù)123解析解析要測量冰下水的溫度，必須使溫度計與冰下的水達到熱要測量冰下水的溫度，必須使溫度計與冰下的水達到熱平衡時，再讀出溫度計的示數(shù)，可隔著冰又沒法直接讀數(shù)，把平衡