第1節(jié)　溫度和溫標(biāo) 教學(xué)課件

物理第二章氣體、固體和液體第1節(jié)溫度和溫標(biāo)01必備知識(shí)素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道什么是狀態(tài)參量，知道熱平衡的概念。2．理解熱平衡定律及溫度的意義。3．知道溫度計(jì)的構(gòu)造，會(huì)使用常見(jiàn)溫度計(jì)。4．理解溫標(biāo)、熱力學(xué)溫度的意義，掌握攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的區(qū)別與聯(lián)系。知識(shí)點(diǎn)1狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．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)象叫作一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)外界。大量分子相互作用2．狀態(tài)參量在熱學(xué)中，為確定系統(tǒng)的狀態(tài)用到的物理量。常用的物理量有幾何參量_______、力學(xué)參量_______、熱學(xué)參量_______。3．平衡態(tài)沒(méi)有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量都不隨時(shí)間變化的______狀態(tài)。體積V壓強(qiáng)p溫度T穩(wěn)定知識(shí)點(diǎn)2熱平衡與溫度1．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)分別與第三個(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_________。不再變化熱平衡熱平衡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______。共同的熱學(xué)性質(zhì)溫度[判一判]1．(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。(

)×√知識(shí)點(diǎn)3溫度計(jì)與溫標(biāo)1．溫度計(jì)名稱(chēng)原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀的_________的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體______隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度熱膨脹壓強(qiáng)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)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃，把玻璃管上0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每份就是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)。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(kāi)爾文(K)。攝氏溫度－273.15(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度攝氏溫度攝氏溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)__表示，單位是_________，符號(hào)為

℃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K換算關(guān)系T＝_______________t攝氏度T開(kāi)爾文t＋273.15K[判一判]2．(1)0℃的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略表示為273K。(

)(2)溫度升高了10℃也就是升高了10K。(

)(3)在絕對(duì)零度附近分子已停止熱運(yùn)動(dòng)。(

)√√×1．(狀態(tài)參量與平衡態(tài))如果一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，那么這個(gè)系統(tǒng)各處的(

)A．溫度、壓強(qiáng)、體積都一定達(dá)到了穩(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(dòng)，達(dá)到了“凝固”狀態(tài)D．溫度、壓強(qiáng)變得一樣，但體積仍可變化√解析：如果一個(gè)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(shí)間發(fā)生變化。溫度達(dá)到穩(wěn)定值，分子仍然是運(yùn)動(dòng)的，不可能達(dá)到所謂的“凝固”狀態(tài)，故A正確。2．(熱平衡與溫度)(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A．放在腋下足夠長(zhǎng)時(shí)間的水銀體溫計(jì)中的水銀與人體達(dá)到熱平衡B．溫度相同的棉花和石頭相接觸，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到熱平衡C.若a與b、c分別達(dá)到熱平衡，則b、c之間也達(dá)到了熱平衡D．兩物體溫度相同，可以說(shuō)兩物體達(dá)到了熱平衡√√√解析：當(dāng)溫度計(jì)的液泡與被測(cè)物體緊密接觸時(shí)，如果兩者的溫度有差異,它們之間就會(huì)發(fā)生熱傳遞，高溫物體將向低溫物體傳熱，最終使兩者的溫度相等，即達(dá)到熱平衡，故A、D正確；兩個(gè)物體的溫度相同時(shí)，不會(huì)發(fā)生熱傳遞,已經(jīng)達(dá)到熱平衡，故B錯(cuò)誤；若a與b、c分別達(dá)到熱平衡，三者溫度一定相等，所以b、c之間也達(dá)到了熱平衡，故C正確。3．(溫度和溫標(biāo))(多選)下列關(guān)于溫度的說(shuō)法正確的是(

)A．水銀溫度計(jì)是根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)制造的B．水的沸點(diǎn)為100℃，用熱力學(xué)溫度表示即為373.15KC．水從0℃升高到100℃，用熱力學(xué)溫度表示即為從273.15K升高到373.15KD．溫度由攝氏t升至2t，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T升到2T√√√解析：水銀溫度計(jì)是根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)制造的，A正確；根據(jù)T＝t＋273.15K可知，100℃相當(dāng)于熱力學(xué)溫度373.15K，水從0℃升高到100℃，即從273.15K升高到373.15K；從t升高到2t，即從T＝t＋273.15K升高到2t＋273.15K，B、C正確，D錯(cuò)誤。探究一平衡態(tài)與熱平衡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(wú)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)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(wèn)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(shuō)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。3．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(chēng)為熱平衡定律。4．熱平衡的特征(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。(3)熱平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。【例1】

(2021·北師大貴安新區(qū)附中高二月考)關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說(shuō)法中正確的有(

)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(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說(shuō)明這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)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(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等√[解析]

根據(jù)平衡態(tài)的定義知系統(tǒng)溫度長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都不隨時(shí)間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯(cuò)誤；根據(jù)熱平衡的定義知,處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度相同,B正確，D錯(cuò)誤；平衡態(tài)是針對(duì)某一系統(tǒng)而言的,熱平衡是兩個(gè)系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯(cuò)誤?！纠?】(多選)下列說(shuō)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(lái)測(cè)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A錯(cuò)誤，C正確；由熱平衡定律，若物體與系統(tǒng)A處于熱平衡，它同時(shí)也與系統(tǒng)B達(dá)到熱平衡，則系統(tǒng)A的溫度便等于系統(tǒng)B的溫度，這也是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理，故B、D正確。[針對(duì)訓(xùn)練1]

(多選)(2021·吉林江城中學(xué)高二月考)下列各系統(tǒng)處于平衡態(tài)的是(

)A．放在0℃的房間里的冰水混合物B．放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)時(shí)間的銅塊C．剛剛放在教室中2min的一杯熱水和一杯加較多冰塊的可樂(lè)D．一瓶放在房間中很久的84消毒液√√√解析：系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，其狀態(tài)參量不變，金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，冰水混合物處在0℃

環(huán)境中，其狀態(tài)參量不再變化，即處于平衡態(tài)，故A、B正確；剛剛放在教室中2min的一杯熱水和一杯加較多冰塊的可樂(lè)，溫度不同，則不處于平衡態(tài)，故C錯(cuò)誤；一瓶放在房間中很久的84消毒液，與環(huán)境溫度相同，則處于平衡態(tài)，故D正確。[針對(duì)訓(xùn)練2]

(多選)下列有關(guān)熱平衡的說(shuō)法，不正確的是(

)A．如果兩個(gè)系統(tǒng)在某時(shí)刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題C．如果兩個(gè)系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個(gè)系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個(gè)系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個(gè)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別√√√解析：本題考查的知識(shí)是熱平衡。處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，如果受到外界的影響，狀態(tài)參量會(huì)隨之變化，溫度也會(huì)變化，故A錯(cuò)誤；熱平衡定律對(duì)多個(gè)系統(tǒng)也適用，故B錯(cuò)誤；由熱平衡的意義可知，C正確；溫度相同是熱平衡的標(biāo)志，故D錯(cuò)誤。探究二溫度和溫標(biāo)1．“溫度”含義的兩種說(shuō)法(1)宏觀角度：表示物體的冷熱程度。(2)熱平衡角度：兩個(gè)處于熱平衡的系統(tǒng)存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度。2．常見(jiàn)溫度計(jì)及其原理名稱(chēng)原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)測(cè)量溫度3.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)物體相同。4．溫標(biāo)(1)常見(jiàn)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)零度的規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)－273.15℃溫度名稱(chēng)攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號(hào)tT單位名稱(chēng)攝氏度開(kāi)爾文單位符號(hào)

℃K關(guān)系①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K②每一開(kāi)爾文的大小與每一攝氏度的大小相等【例3】

(多選)當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．氫氣分子的平均動(dòng)能大于氧氣分子的平均動(dòng)能D．兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能不相等√√√[解析]

溫度相同，兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等，故A正確，C錯(cuò)誤；因兩種氣體分子的質(zhì)量不同，而分子的平均動(dòng)能相等，所以分子質(zhì)量大的(氧氣)分子平均速率小，故B正確；由于兩種氣體的摩爾質(zhì)量不同，物質(zhì)的量不同(質(zhì)量相同)，分子數(shù)目就不等，故總動(dòng)能不相等，故D正確?！纠?】

(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)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274.15K√√[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。[針對(duì)訓(xùn)練3]關(guān)于溫度與溫標(biāo)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．溫度與溫標(biāo)是一回事，所以熱力學(xué)溫標(biāo)也稱(chēng)為熱力學(xué)溫度B．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值C．?dāng)z氏溫度升高3