人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案1：2 1 溫度和溫標(biāo)

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE12.1溫度和溫標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是狀態(tài)參量，熱平衡的概念．2.理解熱平衡定律及溫度的意義，體會生活中的熱平衡現(xiàn)象．3.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．知識梳理一、平衡態(tài)與狀態(tài)參量1．熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的．2．外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體．3．狀態(tài)參量：為確定系統(tǒng)的狀態(tài)所需要的一些量，如：、、等．4．平衡態(tài)：無外界影響、的狀態(tài)．二、熱平衡與溫度1．熱平衡：兩個相互接觸的系統(tǒng)，它們之間沒有隔熱材料，或通過導(dǎo)熱性能好的材料接觸，經(jīng)過一段時間，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再發(fā)生變化，即這兩個系統(tǒng)達到了熱平衡狀態(tài)．2．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．3．溫度：處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一“共同熱學(xué)性質(zhì)”，即溫度．這就是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理．三、溫度計與溫標(biāo)1．溫度計2.溫標(biāo)：定量描述溫度的方法(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點為，水的沸點為.在0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成等份，每份算做1℃.(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫標(biāo)也叫“絕對溫標(biāo)”．(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度：自我檢測1．判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，系統(tǒng)的溫度、壓強、體積等都不隨時間變化． ()(2)平衡態(tài)是一種理想情況． ()(3)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． ()(4)攝氏溫度和熱力學(xué)溫度都是從零開始的． ()2．(多選)下列物體中處于非平衡態(tài)的是()A．冰水混合物處在1℃的環(huán)境中B．將一鋁塊放入沸水中加熱較長的時間C．冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體D．用玻璃杯盛著的開水放在室內(nèi)足夠長時間E．壓縮密閉容器中的空氣3．(多選)兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，由于受外界影響，狀態(tài)參量發(fā)生了變化，下列關(guān)于它們后來是否能處于熱平衡狀態(tài)的說法，正確的是()A．不能 B．可能C．要看它們后來的溫度是否相同D．取決于其他狀態(tài)參量是否相同E．系統(tǒng)達到熱平衡，其溫度一定相同要點1：平衡態(tài)與狀態(tài)參量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(xué)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，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化．3．兩個系統(tǒng)達到熱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．〖例1〗(多選)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，故當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化時，其各個狀態(tài)參量都會改變B．當(dāng)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)參量將會達到穩(wěn)定C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D．兩個物體發(fā)生熱傳遞時，它們組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)E．處于平衡態(tài)的系統(tǒng)與外界無能量交換要點2：熱平衡與溫度1．溫度(1)宏觀上①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量．②與熱平衡的關(guān)系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個系統(tǒng)，相互接觸時，它們相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間后兩系統(tǒng)溫度相同，達到一個新的平衡狀態(tài)．(2)微觀上①反映物體內(nèi)分子熱運動的劇烈程度，是大量分子熱運動平均動能的標(biāo)志．②溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對個別分子來說溫度是無意義的．2．熱平衡(1)一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度．(2)若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理．3．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，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(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低．〖例2〗(多選)關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中不正確的有()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．兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(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)的壓強一定相等E．處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等〖例3〗(多選)下列有關(guān)熱平衡的說法，不正確的是()A．如果兩個系統(tǒng)在某時刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)永遠處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個系統(tǒng)的問題C．如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別E．兩系統(tǒng)的溫度相同時，才能達到熱平衡要點3：溫度計和溫標(biāo)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(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(xué)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．使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(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)比較攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．〖例4〗(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)溫度的零值等于－273.15℃B．熱力學(xué)溫度變化1K和攝氏溫度變化1℃，變化量的大小是相等的C．絕對零度是低溫的極限，永遠達不到D．1℃就是1KE．升高1℃就是升高274.15K鞏固練習(xí)1．(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2．如果一個系統(tǒng)達到了平衡態(tài)，那么這個系統(tǒng)各處的()A．溫度、壓強、體積都必須達到穩(wěn)定的狀態(tài)不再變化B．溫度一定達到了某一穩(wěn)定值，但壓強和體積仍是可以變化的C．溫度一定達到了某一穩(wěn)定值，并且分子不再運動，達到了“凝固”狀態(tài)D．溫度、壓強就會變得一樣，但體積仍可變化3．(多選)下列物體中處于熱平衡狀態(tài)的是()A．冰水混合物處在0℃的環(huán)境中B．將一鋁塊放入沸水中加熱足夠長的時間C．冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的空氣D．一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動，容器突然停止運動時，容器內(nèi)的氣體4．(多選)下列關(guān)于攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)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．用兩種溫標(biāo)表示溫度的變化時，兩者的數(shù)值相等C．1K就是1℃D．當(dāng)溫度變化1℃時，也可說成溫度變化274.15K5．(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)的說法不正確的是()A．開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)的氣體處于平衡態(tài)B．兩個溫度不同的物體相互接觸，這兩個物體組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)C．0℃的冰水混合物放入1℃的環(huán)境中，冰水混合物處于平衡態(tài)D．壓縮密閉容器中的空氣，空氣處于平衡態(tài)

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁一、平衡態(tài)與狀態(tài)參量1．研究對象．3．體積、壓強、溫度4．狀態(tài)參量穩(wěn)定三、溫度計與溫標(biāo)(1)0℃100℃100自我檢測1．判斷(√)(√)(√)(×)2．ACE〖解析〗冰水混合物在1℃的環(huán)境中要吸收熱量，溫度升高，不是平衡態(tài)，A符合；當(dāng)鋁塊放在沸水中足夠長的時間，鋁塊各部分的溫度與沸水的溫度相同，達到平衡態(tài)，B不符合；同理可知D也不符合；冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不同，不是平衡態(tài)，C符合；壓縮密閉容器中的空氣，要對空氣做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不是平衡態(tài)，E符合．3．BCE〖解析〗只要兩個系統(tǒng)的溫度相同，兩個系統(tǒng)就處于熱平衡狀態(tài)，而與其他參量是否相同無關(guān)，故B、C、E正確．〖例1〗BDE〖解析〗由于描述系統(tǒng)的各種性質(zhì)需要不同的物理量，只要其中某個量變化，系統(tǒng)的狀態(tài)就會發(fā)生變化，不一定各個狀態(tài)參量都發(fā)生變化，A選項錯；系統(tǒng)處于平衡態(tài)或非平衡態(tài)，只是狀態(tài)參量有無變化，因而C錯誤；當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響時，系統(tǒng)總要趨于平衡，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量趨于穩(wěn)定，B正確；兩個物體發(fā)生熱傳遞時，兩個物體組成的系統(tǒng)內(nèi)部仍存在溫差，故系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，故D正確；處于平衡態(tài)的系統(tǒng)與外界無能量交換，E正確．〖例2〗ACD〖解析〗一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只是一個，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有性質(zhì)都不隨時間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯誤；根據(jù)熱平衡的定義知處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同，故B正確、D錯誤、E正確；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錯誤．〖例3〗ABD〖解析〗本題考查的知識是熱平衡．處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，如果受到外界的影響，狀態(tài)參量會隨之變化，溫度也會變化，故A錯；熱平衡定律對多個系統(tǒng)也適用，故B錯；由熱平衡的意義可知，C正確；溫度相同是熱平衡的標(biāo)志，必須相同，故D錯，E正確，正確選項為A、B、D.〖例4〗ABC〖解析〗根據(jù)熱力學(xué)溫標(biāo)零值的規(guī)定可知A正確；熱力學(xué)溫度變化1K和攝氏溫度變化1℃的變化量大小是相等的，但1℃不是1K，B正確，D、E錯誤；絕對零度是低溫的極限，只能無限接近而永遠不可能達到，C正確．鞏固練習(xí)1．BCD〖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A錯誤，選項C正確；由熱平衡定律可知，若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這也是溫度計用來測量溫度的基本原理，故選項B、D也正確．2．A〖解析〗如果一個系統(tǒng)達到了平衡態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量，如溫度、壓強和體積等不再隨時間發(fā)生變化．溫度達到穩(wěn)定值，分子仍然是運動的，不可能達到所謂的“凝固”狀態(tài)．3．AB〖解析〗冰水混合物的溫度為0℃，和環(huán)境的溫度相同，處于熱平衡狀態(tài)，A正確；鋁塊在沸水中加熱足夠長的時間，鋁塊和水的溫度相同，處于熱平衡狀態(tài)，B正確；冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不相同，未處于熱平衡狀態(tài)，C錯誤；勻速運動的容器突然停止運動時，機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，容器內(nèi)的氣體溫度升高，未達到熱平衡狀態(tài)，D錯誤．4．AB〖解析〗中學(xué)常用的兩種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)，A正確；兩者關(guān)系是：T＝t＋273.15K，所