高中物理第七章分子動(dòng)理論第4節(jié)溫度和溫標(biāo)課件新人教版選修3-

第七章分子動(dòng)理論第四節(jié)溫度和溫標(biāo)【素養(yǎng)目標(biāo)定位】※明確熱平衡與溫度的概念※理解熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系※了解溫度計(jì)的原理【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋知識(shí)點(diǎn)11．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：在熱學(xué)中，把某個(gè)范圍內(nèi)____________組成的研究對(duì)象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生____________的其他物體統(tǒng)稱為外界。2．狀態(tài)參量描述系統(tǒng)____________的物理量，常用物理量有幾何參量_________、力學(xué)參量_________、熱學(xué)參量_________。3．平衡態(tài)沒有外界影響的情況下系統(tǒng)所有性質(zhì)都不隨時(shí)間________________的狀態(tài)。狀態(tài)參量與平衡態(tài)大量分子

相互作用

熱學(xué)性質(zhì)

體積V

壓強(qiáng)p

溫度T

而變化的穩(wěn)定

知識(shí)點(diǎn)21．熱平衡兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量____________。2．熱平衡定律如果兩個(gè)系統(tǒng)與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到__________，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于__________。3．溫度表征熱平衡系統(tǒng)的“____________”的物理量。4．熱平衡的性質(zhì)一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的________。熱平衡與溫度不再變化

熱平衡

熱平衡

共同性質(zhì)

溫度

知識(shí)點(diǎn)31．溫度計(jì)溫度計(jì)與溫標(biāo)名稱原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀的__________的性質(zhì)來測(cè)量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬的________隨溫度的變化來測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體________隨溫度的變化來測(cè)量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因________產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來測(cè)量溫度熱膨脹

電阻

壓強(qiáng)

溫差

2.溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示法叫作溫標(biāo)。(1)攝氏溫標(biāo)：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下______________的溫度為0℃，________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即為攝氏溫標(biāo)，表示的溫度叫作____________。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：規(guī)定攝氏溫標(biāo)的_____________℃為零值，這種表示溫度的方法即為熱力學(xué)溫標(biāo)。表示的溫度叫作熱力學(xué)溫度(T)，單位為開爾文(K)。冰水混合物

沸水

攝氏溫度

－273.15

(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度①攝氏溫度攝氏溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)_____表示，單位是__________，符號(hào)為℃②熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)_____表示，單位是__________，符號(hào)為K③換算關(guān)系T＝_________________t

攝氏度

T

開爾文

t＋273.15K

『判一判』(1)溫度可以從高溫物體傳遞到低溫物體。 (

)(2)處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等。 (

)(3)0℃的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略表示為273K。 (

)(4)溫度升高了10℃也就是升高了10K。 (

)(5)在絕對(duì)零度附近分子已停止熱運(yùn)動(dòng)。 (

)(6)物體的溫度由本身決定，數(shù)值與所選溫標(biāo)無關(guān)。 (

)×√√√××辨析思考『選一選』(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是(

)A．熱力學(xué)溫度的零度是－273.15℃，叫絕對(duì)零度B．熱力學(xué)溫度的每一開的大小和攝氏溫度的每一度的大小是相同的C．絕對(duì)零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到D．1℃就是1K解析：熱力學(xué)溫度的零度也叫絕對(duì)零度，是－273.15℃，絕對(duì)零度只能無限接近，不能達(dá)到；熱力學(xué)溫度的每一開的大小和攝氏溫度每一度的大小是相等的，但不能說1℃就是1K，它們的物理意義是不同的，故選ABC。ABC

『想一想』體溫計(jì)的測(cè)溫原理是什么？量完體溫后為什么必須甩一下？答案：體溫計(jì)利用了熱平衡原理；量完體溫后，水銀不能自動(dòng)回到液泡，必須用力甩回去。課內(nèi)互動(dòng)探究平衡態(tài)與熱平衡探究一

思考討論1如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？提示：處于平衡態(tài)。歸納總結(jié)1．平衡態(tài)(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)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(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(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(shí)，由外界影響，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化。(3)平衡態(tài)的特點(diǎn)：系統(tǒng)溫度、壓強(qiáng)、體積不發(fā)生變化。由于系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，所有的性質(zhì)都不隨時(shí)間變化，就能比較容易地描述這些性質(zhì)，所以中學(xué)階段只描述平衡態(tài)的問題。2．熱平衡相互接觸的兩個(gè)系統(tǒng)，各自的狀態(tài)參量將會(huì)相互影響而分別改變，最后，兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將不再變化，我們就說兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡，一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度，所以兩個(gè)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．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(duì)某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是對(duì)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)而言的。(2)分別處于平衡態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)在相互接觸時(shí)，它們的狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化，直到溫度相同時(shí)，兩系統(tǒng)便達(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。4．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)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．熱平衡的意義熱平衡定律為溫度的測(cè)量提供了理論依據(jù)。因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時(shí)，不需要將各個(gè)物體直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。特別提醒(1)熱平衡的特征方面：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。(2)熱平衡的條件方面：達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)一定具有相同的溫度。典例1典例剖析 (多選)下列說法正確的是(

)A．兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量B．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C．溫度是決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D．熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來測(cè)量溫度的基本原理BCD

解題指導(dǎo)：處理熱平衡問題時(shí)，應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)發(fā)生熱交換時(shí)，高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量；(2)達(dá)到熱平衡時(shí)，系統(tǒng)一定具有相同的溫度，其他參量未必相同。解析：熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量——溫度，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；由熱平衡定律，若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)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(cè)量溫度的基本原理，故B、D項(xiàng)也正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．(多選)下列狀態(tài)處于熱平衡態(tài)的是(

)A．將一金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間B．冰水混合物處在0℃環(huán)境中C．一個(gè)裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運(yùn)動(dòng)，容器突然停止運(yùn)動(dòng)，容器內(nèi)的氣體D．開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)的氣體AB

解析：系統(tǒng)處于熱平衡態(tài)時(shí)，其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變，金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，冰水混合物在0℃環(huán)境中，其溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化，是平衡態(tài)，故A、B對(duì)；一個(gè)裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運(yùn)動(dòng)突然停止時(shí)，容器內(nèi)氣體的溫度升高，壓強(qiáng)變大，故其不是平衡態(tài)，C錯(cuò)；開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)的氣體，溫度、體積均要變化，故其不是平衡態(tài)，D錯(cuò)。溫度與溫標(biāo)探究二

思考討論2四季變換，陰晴冷暖，我們每天都會(huì)關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，適當(dāng)增減衣物。某市某天的天氣預(yù)報(bào)如下：今日天氣多云，溫度29℃～19℃。天氣預(yù)報(bào)中所說的溫度用熱力學(xué)溫度表示是多少呢？提示：302K～292K歸納總結(jié)1．“溫度”含義的兩種說法宏觀角度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)確的熱平衡角度溫度的嚴(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(gè)系統(tǒng)相互處于熱平衡時(shí)，存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度，這樣的定義更具有科學(xué)性2.溫度計(jì)測(cè)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(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體的溫度相同。3．溫標(biāo)(1)常見的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。(2)溫標(biāo)要素：第一，選擇某種具有測(cè)溫屬性的測(cè)溫物質(zhì)；第二，了解測(cè)溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系；第三，確定溫度零點(diǎn)和分度的方法。(3)溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝氏薩斯和施勒默爾英國(guó)物理學(xué)家開爾文零度的規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號(hào)tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號(hào)

℃K關(guān)系(1)T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K(2)每一開爾文的大小與每一攝氏度的大小相等特別提醒(1)溫度計(jì)的熱容量必須很小，與待測(cè)物體接觸時(shí)，幾乎不改變待測(cè)物體狀態(tài)。(2)熱力學(xué)溫度單位(開爾文)是國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一。典例剖析 (多選)下列關(guān)于熱力學(xué)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解題指導(dǎo)：熟練應(yīng)用T＝t＋273.15K是解決有關(guān)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度換算的基礎(chǔ)；就分度而言，1℃和1K相當(dāng)，即ΔT＝Δt。典例2AB

解析：熱力學(xué)溫度和攝氏溫度是表示溫度的不同方法，它們最大的區(qū)別就是規(guī)定的零點(diǎn)不同，但每一度的大小是一樣的。根據(jù)T＝t＋273.15K可知－136℃＝137.15K，0℃等于273.15K，A、B正確；由ΔT＝Δt判斷C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2．(2020·湖北省部分重點(diǎn)高中高二下學(xué)期期中)下列說法中正確的有(

)A．物體的溫度由本身決定，數(shù)值與所選溫標(biāo)無關(guān)B．溫度升高了1℃就是升高了1KC．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值D．－33℃與240.15K表示不同的溫度解析：同一溫度，在不同的溫標(biāo)下，數(shù)值不同，故A錯(cuò)誤；熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系是T＝273.15＋t可知：攝氏溫度變化1℃，熱力學(xué)溫度變化1K，故B正確；熱力學(xué)溫度只能在零度以上，故C錯(cuò)誤；D．熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系是T＝273.15＋t當(dāng)t＝－33℃時(shí)，T＝240.15K，故D錯(cuò)誤。B

核心素養(yǎng)提升1．溫度計(jì)測(cè)溫原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體的溫度相同。2．幾種常見溫度計(jì)的測(cè)溫原理(1)水銀溫度計(jì)是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)來測(cè)量溫度的。(2)金屬電阻溫度計(jì)是利用金屬的電阻與溫度的關(guān)系來測(cè)量溫度的。(3)氣體溫度計(jì)是根據(jù)氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系來測(cè)量溫度的。(4)電偶溫度計(jì)是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小不同來測(cè)量溫度的。溫度計(jì)的使用

小麗測(cè)量燒杯中熱水的溫度時(shí)，將熱水倒入另一燒杯中很少一部分，然后象圖中那樣去測(cè)量和讀數(shù)，她這樣做被小寧發(fā)現(xiàn)了，小寧指出她的錯(cuò)誤如下。你認(rèn)為小寧找錯(cuò)的是(

)A．不應(yīng)倒入另一個(gè)燒杯中，這會(huì)使溫度降低B．水倒的太少，溫度計(jì)玻璃泡不能完全浸沒C．讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)該與刻度線相平，而不應(yīng)斜視D．應(yīng)該將溫度計(jì)取出讀數(shù)，而