物理人教版選修3-3問(wèn)題導(dǎo)學(xué)第七章第4節(jié)溫度和溫標(biāo)

第4節(jié)溫度和溫標(biāo)課堂合作探究問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、平衡態(tài)與熱平衡活動(dòng)與探究11．表示系統(tǒng)狀態(tài)的各物理量中溫度不斷發(fā)生變化就說(shuō)物體處于平衡態(tài)，對(duì)嗎？2．“在測(cè)定某金屬塊的比熱容時(shí)，先把質(zhì)量已知的金屬塊放在沸水中加熱。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后把它迅速放進(jìn)質(zhì)量、溫度均已知的水中，并用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出金屬塊的比熱容?！币陨蠑⑹鲋?，哪個(gè)地方涉及了“平衡態(tài)”和“熱平衡”的概念？遷移與應(yīng)用1關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說(shuō)法中正確的是（）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)的溫度一定相等1．對(duì)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(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(guān)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)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)，仍可能發(fā)生偏離平衡態(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(kāi)，如果分開(kāi)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(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)作用的系統(tǒng)。因此可以說(shuō)，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)是處于熱平衡的。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)樘幱跓崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以比較各物體時(shí)，不需要將各個(gè)物體直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)的溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。二、溫度計(jì)與溫標(biāo)活動(dòng)與探究21．將一壺冷水（0℃）燒開(kāi)（1002．現(xiàn)實(shí)生活中有形形色色的溫度計(jì)，例如工業(yè)上粗略測(cè)量用的溫度計(jì)，最高可以測(cè)量到500℃，甚至高達(dá)3000℃的高溫，最低可以測(cè)到－120℃，最精確的溫度計(jì)可以精確到103．使用不同的測(cè)溫物質(zhì)制成的攝氏溫標(biāo)溫度計(jì)，測(cè)量同一狀態(tài)溫度時(shí)，測(cè)量結(jié)果一定相同嗎？遷移與應(yīng)用2下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法正確的是（）A．－136℃B．0℃C．1℃D．升高1℃1．溫度的宏觀(guān)解釋溫度是用來(lái)表示物體冷熱程度的物理量。通常情況下，冷的物體我們說(shuō)它的溫度低，熱的物體我們說(shuō)它的溫度高。溫度和熱平衡狀態(tài)有著密切的關(guān)系，各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)，相互接觸時(shí)，它們之間發(fā)生了熱量的傳遞。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，各自原來(lái)的平衡狀態(tài)被破壞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，并達(dá)到一個(gè)共同的穩(wěn)定狀態(tài)，即新的熱平衡狀態(tài)，熱平衡狀態(tài)通常稱(chēng)為熱平衡。2．溫度的微觀(guān)解釋物體的溫度有高有低，溫度僅由系統(tǒng)內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)來(lái)決定。分子動(dòng)理論表明，溫度越高，分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的程度越激烈。物體的溫度這一宏觀(guān)現(xiàn)象所反映出的微觀(guān)本質(zhì)：做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有質(zhì)量、速度，同時(shí)也具有動(dòng)能。3．溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示法叫做溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)t：?jiǎn)挝弧?。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的凝固點(diǎn)為0℃，沸點(diǎn)為100℃，之間分成100等份，每份就是熱力學(xué)溫標(biāo)T：?jiǎn)挝籏，把－273.15℃當(dāng)堂檢測(cè)1．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)量物體溫度的基本原理2．如圖所示是四種測(cè)量液體溫度的方法，其中正確的是（）3．關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的正確說(shuō)法是（）A．熱力學(xué)溫標(biāo)是一種更為科學(xué)的溫標(biāo)B．熱力學(xué)溫標(biāo)的零度為－273.15℃C．氣體溫度趨近于絕對(duì)零度時(shí)其體積為零D．在絕對(duì)零度附近氣體已液化4．關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．熱力學(xué)溫標(biāo)中的每1K和攝氏溫標(biāo)中的每1℃B．熱力學(xué)溫度升高1K大于攝氏溫度升高1C．熱力學(xué)溫度升高1K等于攝氏溫度升高1D．某物體攝氏溫度為10℃5．“在新疆某些地區(qū)夏季晝夜溫差達(dá)15℃”“在我國(guó)東部沿海地區(qū)秋冬兩季最高氣溫相差15K”答案：課堂·合作探究【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：1．答案：描述系統(tǒng)的任何一狀態(tài)參量發(fā)生變化，物體都處于非平衡態(tài)，溫度是描述系統(tǒng)狀態(tài)的其中一個(gè)物理量，溫度發(fā)生變化，說(shuō)明系統(tǒng)不處于平衡態(tài)，所以這種說(shuō)法不對(duì)。2．答案：金屬塊在沸水中加熱一段時(shí)間后，二者就達(dá)到了“熱平衡”，此時(shí)的沸水和金屬塊就處于“平衡態(tài)”；將金屬塊放入質(zhì)量、溫度已知的水之前，金屬塊和水處于各自的“平衡態(tài)”，當(dāng)放入金屬塊后水溫不再上升時(shí)，金屬塊和水處于“熱平衡”，此時(shí)溫度計(jì)的讀數(shù)就是水和金屬塊的共同溫度。遷移與應(yīng)用1：BD解析：一個(gè)系統(tǒng)的溫度、壓強(qiáng)、體積都不變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，僅僅根據(jù)溫度不變且處處相等不能得出系統(tǒng)一定處于平衡態(tài)的結(jié)論，A錯(cuò)誤；根據(jù)熱平衡的定義可知B、D正確；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?；顒?dòng)與探究2：1．答案：用攝氏溫標(biāo)表示：始t1＝0℃，末t2＝100℃，溫度變化Δt＝100℃，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示：始T1＝273.15K，末T22．答案：酒精、煤油、水銀溫度計(jì)是根據(jù)液體的熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)制造的，金屬電阻溫度計(jì)是根據(jù)金屬電阻隨溫度的變化來(lái)制造的，氣體溫度計(jì)是根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來(lái)制造的。3．答案：測(cè)量結(jié)果不一定相同。攝氏溫標(biāo)規(guī)定的0℃和100℃是相同的，但把0℃遷移與應(yīng)用2：AB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℃＝137.5K，0℃等于273.15K，A、B正確；由ΔT＝Δ【當(dāng)堂檢測(cè)】1．BCD解析：熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量——溫度，A錯(cuò)誤，C正確；由熱平衡定律，若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度便等于B的溫度，這也是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理，B、D正確。2．D解析：溫度計(jì)的正確使用方法是將溫度計(jì)的玻璃泡放入液體中，并且不要讓溫度計(jì)的玻璃泡與容器壁或底相接觸，所以只有選項(xiàng)D是正確的。3．ABD解析：本題考查熱力學(xué)溫標(biāo)的性質(zhì)。熱力學(xué)溫標(biāo)在科學(xué)計(jì)算中（特別體現(xiàn)在熱力學(xué)方程中），使方程更簡(jiǎn)單、更科學(xué)，故A對(duì)；B是熱力學(xué)溫標(biāo)的常識(shí)，B對(duì)；氣體趨近于絕對(duì)零度