2019高中物理第七章4溫度和溫標(biāo)教學(xué)案(含解析)新人教版

1、4溫度和溫標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是狀態(tài)參量，知道平衡態(tài)和非平衡態(tài)的概念. 2. 理解熱平衡定律及溫度的意義，體會(huì)生活中的熱平衡現(xiàn)象(重點(diǎn))3.了解溫度計(jì)的構(gòu)造，會(huì)使用常見溫度計(jì)測(cè)溫度(重點(diǎn)) 4.掌握熱力學(xué)溫度的定義，知道什么是溫標(biāo)，理解攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的區(qū)別與聯(lián)系(難點(diǎn))知識(shí)點(diǎn)一狀態(tài)參量與平衡態(tài)1熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對(duì)象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：體積、壓強(qiáng)、溫度等4平衡態(tài)：無外界影響、狀態(tài)參量穩(wěn)定的狀態(tài)思考一根長(zhǎng)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(zhǎng)的時(shí)間，溫度隨鐵絲有一定的分布，

2、而且不隨時(shí)間變化，這種狀態(tài)是否為平衡態(tài)？【提示】這種狀態(tài)不是平衡態(tài)，只是一種穩(wěn)定狀態(tài)，因?yàn)榇嬖谕庠谝蛩氐挠绊懪袛?處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)其溫度、壓強(qiáng)、體積等都不變化()2系統(tǒng)的狀態(tài)參量永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到穩(wěn)定()3當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，系統(tǒng)所有的性質(zhì)都不隨時(shí)間變化()知識(shí)點(diǎn)二熱平衡與溫度1熱平衡：兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化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)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡3熱平衡狀態(tài)的特征：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度思考兩個(gè)相互接觸的物體經(jīng)過一定的時(shí)間一定能夠達(dá)到熱平衡嗎？【提示】不一定，如果一個(gè)物體的溫度持續(xù)升高，兩個(gè)物體之間總存在一個(gè)溫

3、度差，此時(shí)就不是熱平衡狀態(tài)判斷1熱平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，系統(tǒng)內(nèi)的分子仍在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)()2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()3系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，其溫度不一定相同()知識(shí)點(diǎn)三溫度計(jì)與溫標(biāo)1常見溫度計(jì)的測(cè)溫原理名稱原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)來測(cè)量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬鉑的電阻隨溫度的變化而變化來測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化而變化來測(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)的大小不同來測(cè)量溫度2.溫標(biāo)：定量描述溫度的方法(1)攝氏溫標(biāo)：一種表示溫度的方法，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之間分成100等份，每一份

4、就是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，規(guī)定攝氏溫度的273.15 為零值，它的一度等于攝氏溫度的一度(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)t表示，單位攝氏度，符號(hào)表示為.熱力學(xué)溫度：熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)T表示，單位開爾文，符號(hào)表示為K.換算關(guān)系：Tt273.15_K.思考物體溫度升高了1 就是升高了273.15 K嗎？【提示】不是溫度升高了1 ，也就是升高了1 K，即在表示溫差時(shí)，Tt數(shù)值上相等判斷1攝氏溫度和熱力學(xué)溫度都是從零開始的()20 的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273 K()3熱力學(xué)溫標(biāo)的零度是273.15 ，也叫絕對(duì)零度

5、()考點(diǎn)一平衡態(tài)和熱平衡的理解(深化理解)1平衡態(tài)的理解(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)，由于外界影響，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化(3)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)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(huì)發(fā)生新的變化因此，熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)因此可以說，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)

6、不發(fā)生變化，我們就說這兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡狀態(tài)2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(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【例題1】下列關(guān)于系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)的說法正確的是()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(gè)溫度不同的物體相互接觸，這兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)C0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)【答案】B【規(guī)律總結(jié)】處理平衡態(tài)的問題要注意以下三點(diǎn)1平衡態(tài)與熱平衡不同，平衡態(tài)指的是

7、一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種動(dòng)態(tài)平衡2必須要經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間，直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化為止3系統(tǒng)與外界沒有能量的交換【及時(shí)訓(xùn)練】1關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有 ()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，說明這兩個(gè)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(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等【答案】B2有關(guān)熱平衡的說法正確的是()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)

8、處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別【答案】C考點(diǎn)二攝氏溫度和熱力學(xué)溫度的對(duì)比(深化理解)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的比較攝氏溫度熱力學(xué)溫度提出者瑞典天文學(xué)家攝爾西斯英國(guó)物理學(xué)家開爾文零度的規(guī)定標(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)Tt273.15 K，粗略表示：Tt273 K(2)Tt【例題2】(多選)關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說法中正確的是()A33 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(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273 Kt【答案】AB【規(guī)律總結(jié)】1熱力學(xué)

9、溫度與攝氏溫度的關(guān)系是Tt273.15 K因此對(duì)于同一溫度來說，用不同的溫標(biāo)表示，數(shù)值不同，這是因?yàn)榱阒颠x取不同2在熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)中，熱力學(xué)溫度升高(或降低)1 K，則攝氏溫度也升高(或降低)1.【及時(shí)訓(xùn)練】1(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是()A136 比136 K溫度高B0 等于273.15 KC1 就是1 KD升高1就是升高274.15 K【答案】AB2(多選)如果物體的溫度從27 升高到127 ，用熱力學(xué)溫度表示，以下說法正確的是()A物體的溫度升高了400 KB物體的溫度升高了100 KC物體的溫度升高到400 KD物體的溫度升高到373 K【答案】BC【學(xué)法指導(dǎo)】

10、如何理解熱平衡和溫度【例題3】(多選)下列說法正確的是()A用溫度計(jì)測(cè)量溫度是根據(jù)熱平衡的原理B溫度相同的棉花和石頭相接觸，需要經(jīng)過一段時(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，可以說兩物體達(dá)到熱平衡【答案】ACD【規(guī)律總結(jié)】熱平衡與溫度理解的三個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：誤認(rèn)為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒有正確理解平衡態(tài)的概念，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量都不隨時(shí)間變化時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)處于平衡態(tài)誤區(qū)2：誤認(rèn)為平衡態(tài)就是熱平衡產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關(guān)系，錯(cuò)誤地認(rèn)為處于平衡態(tài)的兩個(gè)物體之間一定會(huì)處于熱平衡狀態(tài)其實(shí)各自處

11、于平衡態(tài)的兩個(gè)物體溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，直到達(dá)到熱平衡為止誤區(qū)3：誤認(rèn)為熱力學(xué)溫度可以出現(xiàn)負(fù)值產(chǎn)生誤區(qū)的原因是混淆了熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，錯(cuò)誤地認(rèn)為二者都可以為負(fù)值實(shí)際上，0 K是熱力學(xué)溫度的低溫極限，根據(jù)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T273.15t，攝氏溫度也有最低值，為273.15，即自然界中高溫沒有極限，但低溫是有極限的【及時(shí)訓(xùn)練】(多選)一個(gè)系統(tǒng)的溫度由200 K升高到300 K，另一個(gè)系統(tǒng)的溫度由200升高到300，則有關(guān)這兩個(gè)溫度及其變化的說法正確的是()A它們升高了相同的溫度B它們升高的溫度不同C它們后來的溫度相同D它們后來的溫度不同【答案】AD【課時(shí)作業(yè)

12、】全員參與基礎(chǔ)練1(多選)下列物體中處于平衡態(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(zhǎng)的時(shí)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(zhǎng)時(shí)間【答案】BD2(多選)熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)是一種()A定態(tài)平衡B動(dòng)態(tài)平衡C分子已經(jīng)不動(dòng)D分子仍做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)【答案】BD3(多選)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(guó)際單位制中的基本單位B溫度升高1 就是升高了1 KC1 就是1 KD0 的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273 K【答案】ABD4(多選)(2015紹興高二檢測(cè))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

13、理量()A每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率B壓強(qiáng)C體積D溫度【答案】BCD5(多選)關(guān)于溫度的物理意義，下列說法中正確的是()A溫度是物體冷熱程度的客觀反映B人們?nèi)绻杏X到某個(gè)物體很涼，就說明這個(gè)物體的溫度一定很低C熱傳遞的方向是從含熱量多的物體傳向含熱量少的物體D熱量從溫度較高的物體傳向溫度較低的物體【答案】AD6(多選)兩個(gè)原來處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，分開后，由于受外界的影響，其中一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5 K，另一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5 ，則下列說法正確的是 ()A兩個(gè)系統(tǒng)不再是熱平衡狀態(tài)B兩個(gè)系統(tǒng)此時(shí)仍是熱平衡狀態(tài)C兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)都發(fā)生了變化D兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)都沒有發(fā)生變化【答案】BC7小明自定一種新溫標(biāo)

14、p，他將冰點(diǎn)與沸點(diǎn)之間的溫度等分為200格，且將冰點(diǎn)的溫度定為50p，今小明測(cè)量一杯水的溫度為150p時(shí)，則該溫度用攝氏溫度表示時(shí)應(yīng)為()A30 B40 C50 D69 【答案】C8入冬以來，冷空氣頻繁來襲，我省氣溫不斷下降，24日更是降到自入冬來的最低，魯中山區(qū)更是低至5，如果用熱力學(xué)溫度表示該溫度為_K；高溫超導(dǎo)材料是各國(guó)爭(zhēng)相研究的新型導(dǎo)體材料，有著非常廣闊的應(yīng)用前景，目前臨界溫度比較高的超導(dǎo)體是鉍鍶鈣銅氧超導(dǎo)體，臨界溫度為110 K，用攝氏溫度表示為_.【答案】268163超越自我提升練9嚴(yán)冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下面魚兒仍在游動(dòng)為了測(cè)出冰下水的溫度，徐強(qiáng)同學(xué)在冰上打了一個(gè)洞，拿來一

15、支實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)，用下列四種方法測(cè)水溫，正確的做法是 ()A用線將溫度計(jì)拴牢從洞中放入水里，待較長(zhǎng)時(shí)間后從水中提出，讀出示數(shù)B取一塑料飲水瓶，將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后取出，再用溫度計(jì)測(cè)瓶中水的溫度C取一塑料飲水瓶，將溫度計(jì)懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后待較長(zhǎng)時(shí)間，然后將瓶提出，立即從瓶外觀察溫度計(jì)的示數(shù)D手拿溫度計(jì)，從洞中將溫度計(jì)插入水中，待較長(zhǎng)時(shí)間后取出立即讀出示數(shù)【答案】C10(多選)實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)，它是利用銅片與鐵片鉚合在一起的雙金屬片的彎曲程度隨溫度變化的原理制成的，如圖741所示已知左圖中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會(huì)增大，則下列各種相關(guān)

16、敘述中正確的有()A該溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬B雙金屬溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來工作的C由左圖可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)D由右圖可知，其雙金屬片的內(nèi)層一定為銅，外層一定為鐵【答案】ABC11在某一溫度計(jì)的管子上刻有150格均勻的標(biāo)度在1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(shí)，水銀柱位置在40刻度處；當(dāng)玻璃泡進(jìn)入沸水中時(shí)，水銀柱的位置在90刻度處當(dāng)水銀柱上升到100刻度處時(shí)，應(yīng)相當(dāng)于多少攝氏度？相當(dāng)于熱力學(xué)溫度多少度？【解析】攝氏溫標(biāo)規(guī)定：冰水混合物的溫度為0度，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水溫度為100，由此可見，題中所說的40刻度處就是0，90刻度處就是指100.從40到90有50等份，每1等份的實(shí)際溫度是2.當(dāng)水銀柱上升到100刻度處時(shí)，共占有的等份數(shù)是：1004060.所以100刻度處的實(shí)際溫度是：26012