高中物理第七章分子動理論第4節(jié)溫度和溫標課件新人教版選修3-

第七章分子動理論第四節(jié)溫度和溫標【素養(yǎng)目標定位】※明確熱平衡與溫度的概念※理解熱力學溫度與攝氏溫度的關(guān)系※了解溫度計的原理【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】課前預(yù)習反饋知識點11．熱力學系統(tǒng)和外界(1)熱力學系統(tǒng)：在熱學中，把某個范圍內(nèi)____________組成的研究對象叫作熱力學系統(tǒng)，簡稱系統(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_________、力學參量_________、熱學參量_________。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

熱學性質(zhì)

體積V

壓強p

溫度T

而變化的穩(wěn)定

知識點21．熱平衡兩個相互接觸的熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)參量____________。2．熱平衡定律如果兩個系統(tǒng)與第三個系統(tǒng)達到__________，那么這兩個系統(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

知識點31．溫度計溫度計與溫標名稱原理水銀溫度計根據(jù)水銀的__________的性質(zhì)來測量溫度金屬電阻溫度計根據(jù)金屬的________隨溫度的變化來測量溫度氣體溫度計根據(jù)氣體________隨溫度的變化來測量溫度熱電偶溫度計根據(jù)不同導體因________產(chǎn)生電動勢的大小來測量溫度熱膨脹

電阻

壓強

溫差

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

沸水

攝氏溫度

－273.15

(3)攝氏溫度與熱力學溫度①攝氏溫度攝氏溫標表示的溫度，用符號_____表示，單位是__________，符號為℃②熱力學溫度熱力學溫標表示的溫度，用符號_____表示，單位是__________，符號為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)處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等。 (

)(3)0℃的溫度可以用熱力學溫度粗略表示為273K。 (

)(4)溫度升高了10℃也就是升高了10K。 (

)(5)在絕對零度附近分子已停止熱運動。 (

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

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

)A．熱力學溫度的零度是－273.15℃，叫絕對零度B．熱力學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．絕對零度是低溫的極限，永遠達不到D．1℃就是1K解析：熱力學溫度的零度也叫絕對零度，是－273.15℃，絕對零度只能無限接近，不能達到；熱力學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』體溫計的測溫原理是什么？量完體溫后為什么必須甩一下？答案：體溫計利用了熱平衡原理；量完體溫后，水銀不能自動回到液泡，必須用力甩回去。課內(nèi)互動探究平衡態(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的時間，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(zhì)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)平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，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：系統(tǒng)溫度、壓強、體積不發(fā)生變化。由于系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，所有的性質(zhì)都不隨時間變化，就能比較容易地描述這些性質(zhì)，所以中學階段只描述平衡態(tài)的問題。2．熱平衡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，我們就說兩個系統(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)。4．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熱平衡，這個結(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量提供了理論依據(jù)。因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標準物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。特別提醒(1)熱平衡的特征方面：溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量。(2)熱平衡的條件方面：達到熱平衡的兩個系統(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BCD

解題指導：處理熱平衡問題時，應(yīng)把握以下兩點：(1)發(fā)生熱交換時，高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量；(2)達到熱平衡時，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。對點訓練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的時間B．冰水混合物處在0℃環(huán)境中C．一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動，容器突然停止運動，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，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0℃環(huán)境中，其溫度、壓強、體積都不再變化，是平衡態(tài)，故A、B對；一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動突然停止時，容器內(nèi)氣體的溫度升高，壓強變大，故其不是平衡態(tài)，C錯；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。溫度與溫標探究二

思考討論2四季變換，陰晴冷暖，我們每天都會關(guān)注天氣預(yù)報，適當增減衣物。某市某天的天氣預(yù)報如下：今日天氣多云，溫度29℃～19℃。天氣預(yù)報中所說的溫度用熱力學溫度表示是多少呢？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，因為冷熱是由人體的感覺器官比較得到的，往往是不準確的熱平衡角度溫度的嚴格定義是建立在熱平衡定律基礎(chǔ)上的。熱平衡定律指出，兩個系統(tǒng)相互處于熱平衡時，存在一個數(shù)值相等的物理量，這個物理量就是溫度，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(zhì)；第二，了解測溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系；第三，確定溫度零點和分度的方法。(3)溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標和熱力學溫標攝氏溫標熱力學溫標提出者攝氏薩斯和施勒默爾英國物理學家開爾文零度的規(guī)定一個標準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溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號

℃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)溫度計的熱容量必須很小，與待測物體接觸時，幾乎不改變待測物體狀態(tài)。(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。典例剖析 (多選)下列關(guān)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解題指導：熟練應(yīng)用T＝t＋273.15K是解決有關(guān)熱力學溫度與攝氏溫度換算的基礎(chǔ)；就分度而言，1℃和1K相當，即ΔT＝Δt。典例2AB

解析：熱力學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錯誤。對點訓練2．(2020·湖北省部分重點高中高二下學期期中)下列說法中正確的有(

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

核心素養(yǎng)提升1．溫度計測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。2．幾種常見溫度計的測溫原理(1)水銀溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)來測量溫度的。(2)金屬電阻溫度計是利用金屬的電阻與溫度的關(guān)系來測量溫度的。(3)氣體溫度計是根據(jù)氣體壓強與溫度的關(guān)系來測量溫度的。(4)電偶溫度計是根據(jù)不同導體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小不同來測量溫度的。溫度計的使用

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

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