高中政治 第1課 生活在人民當(dāng)家作主的國家 第2框 政治權(quán)利與義務(wù)參與政治生活的基礎(chǔ)課件 新人教版必修2 (1650)

1、4 4溫度和溫標(biāo)溫度和溫標(biāo)讀一讀思一思辨一辨議一議一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)閱讀教材第10頁“狀態(tài)參量與平衡態(tài)”部分,知道什么是熱力學(xué)系統(tǒng)和外界,知道什么是狀態(tài)參量和平衡態(tài),了解有哪些常用的狀態(tài)參量。1.什么叫熱力學(xué)系統(tǒng)?答案:由大量分子組成的一個研究對象,在熱學(xué)中就叫作一個熱力學(xué)系統(tǒng),簡稱系統(tǒng)。2.什么是外界?答案:系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱外界。讀一讀思一思辨一辨議一議3.什么是狀態(tài)參量?常用的狀態(tài)參量有哪些?答案:在熱學(xué)中,為確定系統(tǒng)的狀態(tài)所需要的物理量叫作系統(tǒng)的狀態(tài)參量。常用的狀態(tài)參量有:幾何參量體積V、力學(xué)參量壓強(qiáng)p、熱學(xué)參量溫度T。4.什么是平衡態(tài)?答案:在沒有外界影響的情

2、況下,無論其初始狀態(tài)如何,只要經(jīng)過足夠長的時間,系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量能夠達(dá)到穩(wěn)定,這種情況下就說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)。讀一讀思一思辨一辨議一議二、熱平衡與溫度閱讀教材第10頁“熱平衡與溫度”部分,知道什么是熱平衡及熱平衡定律,知道什么是溫度。1.什么是熱平衡?達(dá)到熱平衡的兩個系統(tǒng)具有的共同參量是什么?答案:兩個相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng),經(jīng)過一段時間以后,這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量都不再變化,我們說這兩個系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個系統(tǒng)具有相同的溫度。2.熱平衡定律的內(nèi)容是什么?答案:如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必然處于熱平衡,這個結(jié)論稱為熱平衡定律,它又叫熱力學(xué)第

3、零定律。讀一讀思一思辨一辨議一議三、溫度計(jì)與溫標(biāo)閱讀教材第11頁“溫度計(jì)與溫標(biāo)”部分,知道什么是溫標(biāo),識別攝氏溫度和熱力學(xué)溫度,并了解它們之間的換算關(guān)系。1.溫度計(jì):選擇一種測量物質(zhì),根據(jù)這種物質(zhì)隨溫度變化而變化的某個特性來制造溫度計(jì)。2.常見溫度計(jì)的測溫原理讀一讀思一思辨一辨議一議3.溫標(biāo)(1)定義:定量描述溫度的方法稱為溫標(biāo)。(2)兩種溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo):一種常用的表示溫度的方法,這種溫標(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 。在0 和100 之間均勻分成100等份,每份算作1 。熱力學(xué)溫標(biāo):現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法,這種溫標(biāo)規(guī)定攝氏溫度的-273.15 為零值。讀一讀思一思

4、辨一辨議一議(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度。攝氏溫度:用攝氏溫標(biāo)表示的溫度,用符號t表示,單位是攝氏度,用符號表示。熱力學(xué)溫度:用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度,它是國際單位制中七個基本物理量之一,用符號T表示,單位是開爾文,簡稱開,符號為 K。 換算關(guān)系:T=t+273.15 K。 讀一讀思一思辨一辨議一議1.思考辨析。(1)攝氏溫度和熱力學(xué)溫度的最低溫度都是零度。()解析:攝氏溫度可以取負(fù)值,不是從零開始的。答案:(2)0 的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略表示為273 K。()解析:由T=t+273 K知,當(dāng)t=0 時,T=273 K。答案:(3)溫度升高了10 也就是升高了10 K。()解析:攝氏溫度變化1

5、 與熱力學(xué)溫度變化1 K是相等的。答案:讀一讀思一思辨一辨議一議2.探究討論。(1)描述熱力學(xué)系統(tǒng)的主要參量有哪些?答案:主要有體積、壓強(qiáng)和溫度三個參量。(2)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)有什么區(qū)別和聯(lián)系?答案:攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)是表示溫度的不同方法,最大區(qū)別是規(guī)定的零點(diǎn)不同。(3)兩個相互接觸的物體經(jīng)過一定的時間一定能夠達(dá)到熱平衡嗎?答案:不一定,如果一個物體的溫度持續(xù)升高,兩個物體之間總存在一個溫度差,此時就不是熱平衡狀態(tài)。(4)一根長鐵絲一端插入100 的沸水中,另一端放入0 的恒溫源中,經(jīng)過足夠長的時間,溫度隨鐵絲有一定的分布,而且不隨時間變化,這種狀態(tài)是否為平衡態(tài)?答案:這種狀態(tài)不是平衡態(tài)

6、,只是一種穩(wěn)定狀態(tài),因?yàn)殍F絲存在外在因素的影響。探究一探究二問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引如圖,將雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間,雞蛋處于平衡態(tài)嗎?要點(diǎn)提示要點(diǎn)提示雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間其溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化,是平衡狀態(tài)。名師精講名師精講1.對平衡態(tài)的理解(1)熱力學(xué)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(yùn)動,只是分子運(yùn)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,而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運(yùn)動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。(2)平衡態(tài)是一種理想情況,因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。(3)兩個系統(tǒng)達(dá)到熱

7、平衡后再把它們分開,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)不會發(fā)生新的變化。因此,熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說,只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。探究一探究二探究一探究二2.對熱平衡的理解(1)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(dá)到了熱平衡。(2)一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,所以兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的標(biāo)準(zhǔn)是系統(tǒng)具有相同的溫度。(3)如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。探究一探

8、究二3.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(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。典例剖析典例剖析【例題1】 導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號如果一個系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài),那么這個系統(tǒng)各處的()A.溫度、壓強(qiáng)、體積都必須達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)不再變化B.溫度一定達(dá)到了某一穩(wěn)定值,但壓強(qiáng)和體積仍是可以變化的C.溫度一定達(dá)到了某一穩(wěn)定值,并且分子不再運(yùn)動,達(dá)到了“凝固”狀態(tài)D.溫度、壓強(qiáng)穩(wěn)定,但體積仍可變化【思考問題】 平衡態(tài)的標(biāo)志是什么?提示各狀態(tài)參量不再

9、發(fā)生變化。解析:如果一個系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài),系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量如溫度、壓強(qiáng)和體積等不再隨時間發(fā)生變化。溫度達(dá)到穩(wěn)定值,分子仍然是運(yùn)動的,不可能達(dá)到所謂的“凝固”狀態(tài)。答案:A探究一探究二探究一探究二歸納總結(jié)歸納總結(jié) 處理平衡態(tài)問題的注意事項(xiàng)(1)平衡態(tài)指的是一個系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種平衡。(2)必須要經(jīng)過較長一段時間,直到系統(tǒng)內(nèi)所有狀態(tài)參量都不隨時間變化為止。(3)系統(tǒng)與外界沒有能量的交換。探究一探究二變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練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(dá)到熱平衡,那么兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡C.溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀

10、態(tài)的唯一物理量D.熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來測量溫度的基本原理解析:熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量溫度,故選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)C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(dá)到熱平衡,則A的溫度便等于B的溫度,這也是溫度計(jì)用來測量溫度的基本原理,故選項(xiàng)B、D也正確。答案:BCD探究一探究二問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引1.溫度計(jì)能夠用來測量溫度的基本原理是什么?要點(diǎn)提示要點(diǎn)提示熱平衡定律。例如,溫度計(jì)跟物體A處于熱平衡,它同時也跟物體B達(dá)到熱平衡,那么A的溫度與B的溫度相等。溫度計(jì)與待測物體達(dá)到熱平衡時,二者溫度相同。2.將一壺0 的冷水燒開(100 ),用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)分別表示水始末的溫度及

11、溫度變化有何不同?要點(diǎn)提示要點(diǎn)提示用攝氏溫標(biāo)表示:始t1=0 ,末t2=100 ,溫度變化t=100 ;用熱力學(xué)溫標(biāo)表示:始T1=273.15 K,末T2=373.15 K,溫度變化T=100 K。名師精講名師精講1.“溫度”含義的兩種說法(1)溫度表示物體的冷熱程度,這樣的定義帶有主觀性,因?yàn)槔錈崾怯扇梭w的感覺器官比較得到的,往往是不準(zhǔn)確的。(2)溫度的嚴(yán)格定義是建立在熱平衡定律基礎(chǔ)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(xué)性。2.對溫標(biāo)的理解(1)溫標(biāo):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

12、)攝氏溫標(biāo)。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度為0 ,沸水的溫度為100 ,在0 和100 之間分成100等份,每一等份就是1 ,這種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo),表示的溫度叫作攝氏溫度(t)。探究一探究二探究一探究二(3)熱力學(xué)溫標(biāo)。1848年,開爾文建立了熱力學(xué)溫標(biāo),它不依賴于測溫物體的具體性質(zhì)。規(guī)定攝氏溫度的-273.15 為零值,它的1度也等于攝氏溫度的1度,這種表示溫度的方法就是開爾文溫標(biāo),也叫熱力學(xué)溫標(biāo)。表示的溫度叫熱力學(xué)溫度(T),單位為開爾文,簡稱開(K)。熱力學(xué)溫標(biāo)的零度(0 K)是低溫的極限,永遠(yuǎn)達(dá)不到。它是國際單位制的七個基本物理量之一。1960年,國際計(jì)量大會確定了攝氏溫標(biāo)

13、與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系:攝氏溫標(biāo)由熱力學(xué)溫標(biāo)導(dǎo)出,攝氏溫標(biāo)所確定的溫度用t表示,它與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系是T=t+273.15 K。探究一探究二(4)溫度的兩種數(shù)值表示法:攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。 探究一探究二典例剖析典例剖析【例題2】 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之一B.溫度升高了1 就是升高了1 KC.物體的溫度由本身決定,數(shù)值與所選溫標(biāo)無關(guān)D.0 的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273 K解析:熱力學(xué)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,選項(xiàng)A正確;用攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)表示同一物體的溫度數(shù)值不同,必

14、有T=t+273.15 K,可知選項(xiàng)C錯誤,選項(xiàng)D正確;兩種溫標(biāo)每變化一度的大小相同,選項(xiàng)B正確。答案:ABD探究一探究二歸納總結(jié)歸納總結(jié) 攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)(1)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的零點(diǎn)不同。(2)就一個分度而言,1 和1 K相等,即T=t。探究一探究二變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號有關(guān)溫標(biāo)的說法正確的是()A.溫標(biāo)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(biāo)表示的溫度數(shù)值不同,則說明溫度不同C.溫標(biāo)的規(guī)定都是人為的,沒有什么理論依據(jù)D.熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)是兩種不同的溫度表示方法,表示的溫度數(shù)值沒有關(guān)系解析:溫標(biāo)不同,測量同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值一般不同,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤

15、。每一種溫標(biāo)的規(guī)定都有一定意義,如攝氏溫標(biāo)的0 表示一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn),100 為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn),選項(xiàng)C錯誤。熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo),數(shù)值上有T=t+273.15 K,選項(xiàng)D錯誤。答案:A123451.(狀態(tài)參量的考查)在熱學(xué)中,要描述一定氣體的宏觀狀態(tài),需要確定下列哪些物理量()A.每個氣體分子的運(yùn)動速率B.壓強(qiáng)C.體積D.溫度解析:描述系統(tǒng)的宏觀狀態(tài),其參量是宏觀量,每個氣體分子的運(yùn)動速率是微觀量,不是氣體的宏觀狀態(tài)參量。氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度分別是從力學(xué)、幾何、熱學(xué)三個角度對氣體的性質(zhì)進(jìn)行的宏觀描述,是確定氣體宏觀狀態(tài)的三個狀態(tài)參量。顯然選項(xiàng)B、C、D正確。答案:BCD12

16、3452.(考查對熱平衡、熱平衡定律的理解)關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡,下列說法正確的是()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,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)的壓強(qiáng)一定相等解析:一般來說,描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不止一個,根據(jù)平衡態(tài)的定義要所有性質(zhì)都不變化才行,可以確定A項(xiàng)錯誤。根據(jù)熱平衡的定義:處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同,可知B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯誤。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(jié)果,可見C項(xiàng)錯誤。答案:B123453.(考查T=t+273 K)關(guān)于熱力學(xué)溫度,下列說法正確的是()A.

17、-33 =240 KB.溫度變化1 ,也就是溫度變化1 KC.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D.溫度由t 升至2t ,對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273 K+t12345解析:本題主要考查熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系:T=t+273 K。由兩種溫標(biāo)的關(guān)系可知,-33 =240 K是正確的。對同一個溫度,兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值雖然不同,但就每一度的大小來講是相等的。即熱力學(xué)溫度變化1 K,攝氏溫度變化1 。熱力學(xué)溫度沒有負(fù)值,因?yàn)闊崃W(xué)溫度的零度(也叫絕對零度)只可能無限接近但不可能達(dá)到;攝氏溫度可以取負(fù)值,但也有限度,不可能出現(xiàn)低于熱力學(xué)零度的溫度,如“-275 ”肯定是錯誤的。當(dāng)溫度為t 時,熱力學(xué)溫

18、度為(273+t) K,當(dāng)溫度為2t 時,熱力學(xué)溫度為(273+2t) K。所以對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了t K。答案:AB123454.(溫度和溫標(biāo)的比較)下列有關(guān)溫度的說法正確的是()A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.用兩種溫度表示溫度的變化時,兩者的數(shù)值相等C.1 K就是1 D.當(dāng)溫度變化1 時,也可以說成溫度變化274 K解析:溫標(biāo)是用來定量描述溫度的方法,常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo),兩種溫標(biāo)表示同一溫度時,數(shù)值不同,但在表示同一溫度變化時,數(shù)值是相同的。若物體的溫度升高1 K,也可以說物體的溫度升高1 ,但在表示物體的溫度時,物體的溫度為1 K,而不能說成物體的溫度為1 ,A、B兩項(xiàng)正確。解析:AB123455.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號(考查溫度計(jì)的原理)在某一溫度計(jì)的管子上刻有150格均勻的標(biāo)度。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,當(dāng)溫度計(jì)的玻璃泡進(jìn)入冰水混合物中時,水銀柱位置在40刻度處;當(dāng)玻璃泡進(jìn)入沸水中時,水銀柱的位置在90刻度處;當(dāng)