第四節(jié)溫度和溫標(biāo)

1、第四節(jié)溫度和溫標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能1、了解系統(tǒng)的狀態(tài)參量以及平衡態(tài)的概念。2、掌握熱平衡的概念及熱平衡定律。3、掌握溫度與溫標(biāo)的定義以及熱力學(xué)溫度的表示。（二）過程與方法通過學(xué)習(xí)溫度與溫標(biāo)，體會熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系。（三）情感、態(tài)度與價值觀體會生活中的熱平衡現(xiàn)象，感應(yīng)熱力學(xué)溫度的應(yīng)用。教學(xué)重點：熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。教學(xué)難點：有關(guān)熱力學(xué)溫度的計算。教學(xué)方法：講練法、舉例法、閱讀法教學(xué)用具：投影儀、投影片教學(xué)過程：（一）引入新課復(fù)習(xí)初中已學(xué)過的測量溫度時常用的一種單位“攝氏度”，它是以冰水混合物的溫度為0度，以一個大氣壓下沸水的溫度為100度，在這兩溫度之間等分100個等

2、份，每一等份為1個溫度單位，叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的測溫方法叫攝氏溫標(biāo)，以攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)溫度和溫標(biāo)的知識。（二）新課教學(xué)1、平衡態(tài)與狀態(tài)參量引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P11有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是系統(tǒng)的狀態(tài)參量？并舉例說明。（2）舉例說明，什么平衡態(tài)？學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。參考答案：（1）在物理學(xué)中，通常把所研究的對象稱為系統(tǒng)。為了描述系統(tǒng)的狀態(tài)，需要用到一些物理量，例如，用體積描述它的幾何性質(zhì)，用壓強(qiáng)描述力學(xué)性質(zhì)，用溫度描述熱學(xué)性質(zhì)這些描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。（2）要定量地描述系統(tǒng)的狀態(tài)往往很難，因為

3、有時系統(tǒng)各部分的參量并不相同，而且可能正在變化。然而在沒有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會達(dá)到穩(wěn)定。舉例說，把不同壓強(qiáng)、不同溫度的氣體混在同一個容器中，如果容器和外界沒有能量的交換，經(jīng)過一段時間后，容器內(nèi)各點的溫度、壓強(qiáng)就會變得一樣。這種情況下我們說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，否則就是非平衡態(tài)。2、熱平衡與溫度引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P12有關(guān)內(nèi)容。回答問題：（1）什么是熱平衡？（2）怎樣理解“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)”？（3）怎樣判斷“兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的”？（4）熱平衡定律的內(nèi)容是什么？（5）溫度是如何定義的？其物理意義是什么？學(xué)生閱讀教材，思考討

4、論，回答問題。參考答案：（1）對于兩個相互作用的系統(tǒng)，如果它們之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導(dǎo)熱性能很好的材料接觸，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會互相影響而分別改變。最后，兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個系統(tǒng)已經(jīng)具有了某個“共同性質(zhì)”，此時我們說兩個系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。（2）兩個系統(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)。3）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。（4）實驗表明：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)

5、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）兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們具有一個“共同性質(zhì)”，我們就把表征這一“共同性質(zhì)”的物理量定義為溫度。也就是說，溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是“一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”。3、溫度計與溫標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P13有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是溫標(biāo)？（2）如何來確定一個溫標(biāo)？并以“攝氏溫標(biāo)”的確定為例加以說明。（3）什么是熱力學(xué)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度？熱力學(xué)溫度的單位是什么？熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系怎樣？學(xué)生閱讀教材，思考討論，回答問題。參考答案：（1）如果要定量地描述溫度，就必須有一套方法，這

6、套方法就是溫標(biāo)。（2）確定一個溫標(biāo)時首先要選擇一種測溫的物質(zhì)，根據(jù)這種物質(zhì)的某個特性來制造溫度計。例如，可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計，這時我們規(guī)定細(xì)管中水銀柱的高度與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系；也可以根據(jù)鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度計，這時我們規(guī)定鉑的電阻與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系。同樣的道理，還可以根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來制造氣體溫度計，根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小來制造熱電偶溫度計等等。確定了測溫物質(zhì)和這種物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì)之后，還要確定溫度的零點和分度的方法。例如，早期的攝氏溫標(biāo)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點為oc,水的沸點為100C;并據(jù)此把玻璃管上0C刻度與100C刻度之間均勻分成100等份，每份算做1c。（3）以-273.15c（在高中階段可簡單粗略地記成-273C）作為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo)，也叫絕對溫標(biāo)。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度。它是國際單位制中七個基本物理量之一，用符號T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號為K。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系是：T=t+273.15K說明：熱力學(xué)溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學(xué)溫度的零度即OK,叫絕對零度，它是宇宙中只能無限接近，