新教材人教版選擇性必修第三冊第二章第1節(jié)溫和溫標(biāo)課件（59張）

第二章

氣體、固體和液體第1節(jié)

溫度和溫標(biāo)課標(biāo)解讀課標(biāo)要求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。課標(biāo)解讀素養(yǎng)要求1.物理觀念：知道狀態(tài)參量、平衡態(tài)、熱平衡、溫度、熱力學(xué)溫度的概念及熱平衡定律。2.科學(xué)思維：理解平衡態(tài)及熱平衡定律，掌握攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。3.科學(xué)探究：會使用常見的溫度計(jì)，在使用過程中學(xué)會與他人合作交流，提高動腦、動手能力。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：使用溫度計(jì)時，應(yīng)客觀記錄數(shù)據(jù)，堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的熱情。續(xù)表要點(diǎn)一平衡態(tài)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__________①能夠達(dá)到__________②。這種狀態(tài)叫作平衡態(tài)。

狀態(tài)參量

穩(wěn)定狀態(tài)要點(diǎn)二熱平衡如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會互相影響而分別______③。經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量就不再變化了，這說明兩個系統(tǒng)達(dá)到了______④。這種平衡叫作熱平衡。

改變

平衡要點(diǎn)三溫度

熱平衡①只要溫度不變，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)，這種說法對嗎？提示不對，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量，即溫度、體積和壓強(qiáng)都不隨時間變化時，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。②處于平衡態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)的分子一定處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)嗎？提示熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，系統(tǒng)內(nèi)的分子仍在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動。③用手心握住體溫計(jì)的玻璃泡，體溫計(jì)的示數(shù)逐漸上升，這是為什么？提示手心和玻璃泡這兩個系統(tǒng)溫度不同，相互接觸后，系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生改變，直到達(dá)到熱平衡。④處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)一定會處于熱平衡，這種說法對嗎？提示不對，各自處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會發(fā)生變化，直到達(dá)到熱平衡為止。

提示因?yàn)殚_始玻璃泡的溫度與水的溫度不相同，所以會發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的示數(shù)上升，經(jīng)過一段時間后它們的溫度相同，達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。平衡態(tài)與熱平衡的理解（1）平衡態(tài)不是熱平衡，平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是對兩個接觸的系統(tǒng)而言的。（2）分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時，它們的狀態(tài)可能會發(fā)生變化，直到二者溫度相同時，兩系統(tǒng)便達(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。探究點(diǎn)一

狀態(tài)參量與平衡態(tài)1.在力學(xué)中，為了確定物體運(yùn)動的狀態(tài)，我們使用了物體的位移和速度這兩個物理量。在熱學(xué)中如果我們要研究一箱氣體的狀態(tài)，需要哪些物理量呢？

[答案]提示需要體積、壓強(qiáng)和溫度。2.如圖所示，將雞蛋放入沸水中加熱足夠長的時間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？提示雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間其狀態(tài)參量溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化，是平衡態(tài)。1.熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量

2.平衡態(tài)的特點(diǎn)：系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,系統(tǒng)的狀態(tài)參量溫度、壓強(qiáng)、體積都不隨時間變化。3.平衡態(tài)的理解（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(yùn)動，只是分子運(yùn)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(yùn)動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(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，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。（3）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)。因此，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（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(dá)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.兩個物體間發(fā)生熱傳遞時，它們組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)

BD解題感悟處理平衡態(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)指的是一個系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種動態(tài)平衡。（2）必須要經(jīng)過較長一段時間，直到系統(tǒng)內(nèi)各狀態(tài)參量都不隨時間變化為止。（3）處于平衡態(tài)的系統(tǒng)與外界沒有能量的交換。1.（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

BC

[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)。

B

探究點(diǎn)二

熱平衡與溫度1.在一個寒冷的冬天，小明同學(xué)在室外拿鐵棒和木頭時，感覺鐵棒明顯比木頭涼，由于表示物體冷熱程度的參量是溫度，于是小明得出當(dāng)時“鐵棒比木頭溫度低”的結(jié)論，你認(rèn)為他的結(jié)論對嗎？提示不對。由于鐵棒和木頭都與周圍的環(huán)境達(dá)到熱平衡,故它們的溫度是一樣的。感覺鐵棒比木頭涼，是因?yàn)槿嗽趩挝粫r間內(nèi)傳遞給鐵棒的熱量比傳遞給木頭的熱量多,所以他的結(jié)論不對。2.刀劍淬火是制作刀劍的重要過程，如圖所示，是刀劍剛?cè)胨慊鸬乃查g，在這一瞬間，刀劍和水組成的系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)？經(jīng)過一段時間后，是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)？達(dá)到熱平衡狀態(tài)的標(biāo)志是什么？提示淬火瞬間由于刀劍的溫度高于水的溫度，所以沒有達(dá)到熱平衡狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過一段時間后，它們的溫度相等，達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。達(dá)到熱平衡狀態(tài)的標(biāo)志是溫度相等。1.熱平衡

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(jì)分別與各物體接觸，即可比較各物體溫度的高低。3.溫度的理解（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：各自處于平衡態(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(dá)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(yùn)動的劇烈程度，是大量分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志。②溫度是大量分子熱運(yùn)動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計(jì)意義的，對個別分子來說溫度是沒有意義的。（3）溫度的兩種含義宏觀角度溫度表示物體（系統(tǒng)）的冷熱程度，這樣的定義帶有主觀性，因?yàn)槔錈崾怯扇梭w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)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)性例（多選）有甲、乙、丙三個溫度不同的物體，將甲和乙接觸很長一段時間后分開，再將乙和丙接觸很長一段時間后分開（發(fā)生了熱交換），假設(shè)只有在它們相互接觸時有熱傳遞，不接觸時與外界沒有熱傳遞，則(

)A.甲、乙、丙三個物體都達(dá)到了平衡態(tài)B.只有乙、丙達(dá)到了平衡態(tài)，甲沒有達(dá)到平衡態(tài)C.乙、丙兩物體都和甲達(dá)到了熱平衡D.乙、丙兩物體達(dá)到了熱平衡

AD解題感悟判斷系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的兩個方法（1）根據(jù)兩個相接觸的系統(tǒng)的狀態(tài)參量是否發(fā)生變化判斷。如果狀態(tài)參量不發(fā)生變化，則處于熱平衡，若狀態(tài)參量發(fā)生變化則不處于熱平衡。（2）根據(jù)兩個系統(tǒng)的溫度是否相同判斷。如果相同，處于熱平衡；如果不相同則不處于熱平衡。1.下列有關(guān)熱平衡的說法，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(yuǎn)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

C探究點(diǎn)三

溫度計(jì)與溫標(biāo)

（1）熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系是什么？

1.溫度計(jì)測溫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(jì)與待測物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。2.溫標(biāo)（1）溫標(biāo)：如果要定量地描述溫度，就必須有一套方法，這套方法就是溫標(biāo)。（2）攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的比較項(xiàng)目攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝爾修斯英國物理學(xué)家開爾文零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號單位名稱攝氏度開爾文單位符號℃關(guān)系

CD解題感悟熱力學(xué)溫度與攝氏溫度關(guān)系的理解

1.（多選）下列有關(guān)溫標(biāo)的說法中正確的是(

)A.溫標(biāo)不同，測量時得到同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值可能是不同的B.不同溫標(biāo)表示的溫度數(shù)值不同，則說明溫度不同C.溫標(biāo)的規(guī)定都是人為的，沒有什么理論依據(jù)D.熱力學(xué)溫標(biāo)是從理論上規(guī)定的

AD

1.如果一個系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，那么這個系統(tǒng)各處的(

)A.溫度、壓強(qiáng)、體積都必須達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)不再變化B.溫度一定達(dá)到了某一穩(wěn)定值，但壓強(qiáng)和體積仍是可以變化的C.溫度一定達(dá)到了某一穩(wěn)定值，并且分子不再運(yùn)動，達(dá)到了“凝固”狀態(tài)D.溫度、壓強(qiáng)就會變得一樣，但體積仍可變化

A

[解析]如果一個系統(tǒng)達(dá)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(qiáng)和體積等不再隨時間發(fā)生變化。溫度達(dá)到穩(wěn)定值，分子仍然是運(yùn)動的，不可能達(dá)到所謂的“凝固”狀態(tài)。2.（2021江蘇如皋中學(xué)高二月考）（多選）下列說法中正確的是(

)A.溫度高的物體比溫度低的物體熱量多B.溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能大C.溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運(yùn)動的平均動能大D.相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等

BC3.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)原來的溫度是相同的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(qiáng)一定相等

B

4.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，水銀柱位置在40刻度處；當(dāng)玻璃泡進(jìn)入沸水中時，水銀柱的位置在90刻度處。當(dāng)水銀柱上升到100刻度處時，應(yīng)相當(dāng)于多少攝氏度？相當(dāng)于熱力學(xué)溫度多少開？

幾種常見溫度計(jì)及測溫原理名稱原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來測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來測量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來測量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小不同來測量溫度雙金屬溫度計(jì)利用熱膨脹系數(shù)不同的銅和鐵制成的雙金屬片的彎曲程度隨溫度變化的原理來測溫度1.（★）（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，如圖所示。已知左圖中雙金屬片被加熱時，其彎曲程度會增大，則下列各種相關(guān)敘述中正確的有(

)

ABC雙金屬溫度計(jì)A.該溫度計(jì)的測溫物質(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

A

2.甲、乙兩物體相互接觸而傳熱最終達(dá)到熱平衡，當(dāng)熱從甲物體流向乙物體，這樣的情況表示甲物體具有(

)A.較高的熱量 B.較大的比熱容C.較大的密度 D.較高的溫度

D

[解析]甲、乙達(dá)到熱平衡時溫度相同，而熱是從甲物體流向乙物體的，所以甲的溫度高。

AB

[解析]系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，其狀態(tài)參量都不隨時間變化。分析各選項(xiàng)物質(zhì)的溫度、壓強(qiáng)、體積是否變化即可。

ACD

C

A.B.C.D.6.圖是四種測液體溫度的方法，其中正確的是(

)

D

[解析]用溫度計(jì)測量液體溫度時，溫度計(jì)必須置于液體中，而且不能與器壁或容器底接觸。

AD

AB

BC