2023學(xué)年完整公開(kāi)課版溫度溫標(biāo)

第七章

第4節(jié)溫度和溫標(biāo)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]

1.知道平衡態(tài)及系統(tǒng)的狀態(tài)參量.2.明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的關(guān)系.3.了解溫度計(jì)的原理，知道熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系.教學(xué)重點(diǎn)：熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：有關(guān)熱力學(xué)溫度的計(jì)算。二、熱平衡與溫度三、溫度計(jì)與溫標(biāo)對(duì)點(diǎn)自測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)，自查自糾本課索引一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)系統(tǒng)：通常把由大量分子組成的_________稱為熱力學(xué)系統(tǒng).2.狀態(tài)參量：描述系統(tǒng)熱學(xué)性質(zhì)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)：在沒(méi)有外界影響的情況下，系統(tǒng)________都不隨時(shí)間而變化的穩(wěn)定狀態(tài).研究對(duì)象體積V壓強(qiáng)p溫度T所有性質(zhì)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)研究物理問(wèn)題研究對(duì)象一個(gè)物體多個(gè)物體系統(tǒng)（整體、隔離）研究的問(wèn)題不同選取的系統(tǒng)常不同熱學(xué)研究對(duì)象系統(tǒng)以外的物質(zhì)統(tǒng)稱為外界或環(huán)境熱力學(xué)系統(tǒng)如氣體、液體、固體等大量分子組成的物體或物體系統(tǒng)狀態(tài)參量

——描寫系統(tǒng)狀態(tài)的物理量如：一輛汽車經(jīng)過(guò)學(xué)校門口時(shí)的速度為10m/s，加速度為1m/s2。某氧氣瓶容積為100L，溫度為20oC時(shí)，壓強(qiáng)為5atm。熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量：(1)體積V：幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的

.(2)壓強(qiáng)p：力學(xué)參量，它可以描述系統(tǒng)的

.(3)溫度T：熱學(xué)參量，它可以確定系統(tǒng)的

.空間范圍冷熱程度力學(xué)性質(zhì)對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后，系統(tǒng)整體的宏觀性質(zhì)將不隨時(shí)間而變化、且具有確定的狀態(tài)。——平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱平衡態(tài)。特點(diǎn)：系統(tǒng)的所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化。0oC2atm5atm60oC絕熱k10oC5atm50oC6atm絕熱力學(xué)平衡具有一種相同的力學(xué)性質(zhì)壓強(qiáng)10OC200OC絕熱熱平衡具有一種相同的熱學(xué)性質(zhì)溫度系統(tǒng)間的相互作用特征溫度相等[知識(shí)深化]平衡態(tài)與熱平衡有什么區(qū)別和聯(lián)系?

平衡態(tài)熱平衡區(qū)別研究對(duì)象一個(gè)系統(tǒng)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)判斷依據(jù)系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)參量不變兩個(gè)系統(tǒng)的溫度相同聯(lián)系處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)

兩個(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)舨话l(fā)生熱傳遞，達(dá)到熱平衡，其原因是()A．它們的能量相同B．它們的比熱相同C．它們的熱量相同D．它們的溫度相同D當(dāng)堂檢測(cè)例1：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)一定相等一個(gè)系統(tǒng)的溫度、壓強(qiáng)、體積等都不變化時(shí)，才是處于平衡狀態(tài)．若兩個(gè)系統(tǒng)的溫度相等，則兩個(gè)系統(tǒng)已達(dá)到熱平衡．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.B【典例精析】一、對(duì)平衡態(tài)和熱平衡的認(rèn)識(shí)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)，最后系統(tǒng)的狀態(tài)參量都不再

，這時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)具有“共同性質(zhì)”，我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了

.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

.3.溫度：熱平衡中具有的“

”叫做溫度.這就是_______能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理.4.熱平衡的性質(zhì)：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.變化熱平衡熱平衡共同熱學(xué)性質(zhì)溫度計(jì)ABAB若兩個(gè)系統(tǒng)接觸后，它們的熱學(xué)狀態(tài)不發(fā)生變化。說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)就已經(jīng)處于相同的熱平衡狀態(tài)。（具有相等的溫度）ACBCAB若兩個(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。熱平衡定律(熱力學(xué)第零定律)1、用手心握住體溫計(jì)玻璃泡，觀察到體溫計(jì)的示數(shù)逐漸上升.當(dāng)上升到36℃左右時(shí)，為什么不再上升？2、當(dāng)把它立即放入40℃的水中時(shí)，你又看到什么現(xiàn)象？為什么？答案：因?yàn)轶w溫計(jì)與人體溫度相同，即達(dá)到了熱平衡.答案：體溫計(jì)的示數(shù)繼續(xù)上升，因?yàn)轶w溫計(jì)玻璃泡的溫度與水的溫度不相同，沒(méi)有達(dá)到熱平衡.思考題:三、溫度計(jì)和溫標(biāo)問(wèn)題設(shè)計(jì)

怎么判斷兩個(gè)物體的溫度是否相同？試根據(jù)熱平衡定律說(shuō)明其中的原理.名稱原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀

的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬鉑的

隨溫度的變化來(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)量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因

產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)測(cè)量溫度三、溫度計(jì)與溫標(biāo)熱脹冷縮電阻壓強(qiáng)溫差1.常見(jiàn)溫度計(jì)及其測(cè)溫原理世界第一支溫度計(jì)：一支玻璃管一端與玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內(nèi)吸人一段水柱。當(dāng)氣溫變化時(shí)，玻璃泡中氣體壓強(qiáng)會(huì)隨著變化，從而使玻璃管內(nèi)水柱高度發(fā)生變化。當(dāng)外界溫度越高時(shí)，細(xì)管內(nèi)的水柱越高嗎？常見(jiàn)的溫度計(jì)

2．確定一個(gè)溫標(biāo)的方法(1)選擇某種具有測(cè)溫屬性的______．(2)了解測(cè)溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系．(3)確定溫度的______和_____．物質(zhì)零點(diǎn)分度學(xué)生活動(dòng)：溫度計(jì)的構(gòu)造及使用

3.攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系思考題：攝氏溫標(biāo)的0oC和100oC是如何規(guī)定的？它有前提條件嗎？答案三、溫度計(jì)與溫標(biāo)熱力學(xué)中溫度的單位是什么？攝氏溫度和熱力學(xué)溫度的關(guān)系是什么？4.攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系

攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝爾修斯和施勒默爾英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文零度的規(guī)定一個(gè)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)

單位名稱攝氏度開(kāi)爾文單位符號(hào)

關(guān)系(1)T＝t＋273.15K(2)每一開(kāi)爾文的大小與每一攝氏度的大小相等，即ΔT＝

答案tT℃KΔt1、判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)表示系統(tǒng)的狀態(tài)參量常用的有體積、壓強(qiáng)、阿伏加德羅常數(shù)和溫度.(

)(2)熱平衡是指系統(tǒng)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)且系統(tǒng)內(nèi)部分子停止運(yùn)動(dòng)的狀態(tài).(

)(3)兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量.(

)(4)溫度計(jì)測(cè)溫原理就是熱平衡定律.(

)(5)0℃可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K.(

)【當(dāng)堂檢測(cè)】

×××√√2、（多選）兩個(gè)原來(lái)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，分開(kāi)后，由于受外界的影響，其中一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5K,另一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5℃，則下列說(shuō)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(méi)有發(fā)生變化ΔT=T2-T1=t2-t1=Δt，溫度仍相同溫度相同溫度發(fā)生了變化，系統(tǒng)的狀態(tài)也發(fā)生了變化【當(dāng)堂檢測(cè)】

例2:關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，下列說(shuō)法正確的是()A.某物體攝氏溫度為10℃，即熱力學(xué)溫度為10KB.熱力學(xué)溫度升高1K等于攝氏溫度升高1℃C.攝氏溫度升高10℃，對(duì)應(yīng)熱力學(xué)溫度升高283KD.熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的溫標(biāo)不同，兩者表示的溫度無(wú)法比較T=t+273.15KΔT=T2-T1=t2-t1=ΔtB【典例精析】二、對(duì)溫度和溫標(biāo)理解例3：小明在家制作了簡(jiǎn)易溫度計(jì)，一根裝有一小段有色水柱的細(xì)玻璃管穿過(guò)橡皮塞插入燒瓶?jī)?nèi)，封閉一定質(zhì)量的氣體.當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)，水柱位置將上下移動(dòng).當(dāng)有色水柱下端與D和A對(duì)齊時(shí)，溫度分別為20℃和80℃.A、D間刻度均勻分布.由圖可知，圖中有色水柱下端所示溫度為多少℃？【解析】由題圖知A、D間共有15個(gè)格，每個(gè)格表示溫度為已知有色水柱的下端離D點(diǎn)3個(gè)格，即：3×4℃=12℃，所以溫度為：t=20℃+12℃=32℃每個(gè)格表示溫度為3個(gè)格【典例精析】三、對(duì)溫度計(jì)原理的理解【課堂小結(jié)】溫度和溫標(biāo)狀態(tài)參量和平衡態(tài)溫度計(jì)和溫標(biāo)平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別攝氏溫度熱力學(xué)溫度熱平衡和溫度溫度計(jì)的原理T=t+273.15K謝謝大家！3.實(shí)驗(yàn)室有一支讀數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計(jì)，在測(cè)冰水混合物的溫度時(shí)，其讀數(shù)為20℃；在測(cè)一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時(shí)，其讀數(shù)為80℃.下面分別是溫度計(jì)的示數(shù)為41℃時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度和實(shí)際溫度為60℃時(shí)對(duì)應(yīng)