2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 課時(shí)4 溫度和溫標(biāo)課件 新人教版選修3-3.ppt
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,,第七章,,分子動(dòng)理論,,目標(biāo)定位,,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.,學(xué)案4溫度和溫標(biāo),,知識(shí)探究,,自我檢測(cè),一、狀態(tài)參量與平衡態(tài),在力學(xué)中,為了確定物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),我們使用了位移和速度這兩個(gè)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?答案體積、壓強(qiáng)和溫度.,問題設(shè)計(jì),,,知識(shí)探究,1.熱力學(xué)系統(tǒng):由大量分子組成的一個(gè)研究對(duì)象.2.熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量(1)體積V:系統(tǒng)的幾何參量,它可以確定系統(tǒng)的.(2)壓強(qiáng)p:系統(tǒng)的力學(xué)參量,它可以描述系統(tǒng)的性質(zhì).(3)溫度T:系統(tǒng)的熱學(xué)參量,它可以確定系統(tǒng)的程度.,空間范圍,力學(xué),要點(diǎn)提煉,冷熱,3.對(duì)平衡態(tài)的理解(1)在沒有外界影響的情況下,系統(tǒng)內(nèi)的各部分的狀態(tài)參量達(dá)到,即達(dá)到平衡態(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.,穩(wěn)定,延伸思考,處于平衡態(tài)的系統(tǒng),其內(nèi)部分子是否停止了運(yùn)動(dòng)?答案不是.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.,二、熱平衡與溫度,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36C左右時(shí),為什么不再上升?當(dāng)把它立即放入40C的水中時(shí),你又看到什么現(xiàn)象?答案體溫計(jì)與人體溫度相同時(shí),不再上升;又會(huì)上升.,問題設(shè)計(jì),1.熱平衡:兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸而傳熱,它們的狀態(tài)參量將改變.但是經(jīng)過一段時(shí)間以后,狀態(tài)參量就,這說明兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)于傳熱來說已經(jīng)達(dá)到了平衡,這種平衡叫做熱平衡.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,這個(gè)結(jié)論稱為熱平衡定律.,不再變化了,要點(diǎn)提煉,熱平衡,3.理解熱平衡的兩個(gè)層面(1)原來兩個(gè)系統(tǒng)不是熱平衡,接觸后最終達(dá)到熱平衡.(2)原來兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡,再接觸,兩個(gè)系統(tǒng)它們的狀態(tài).,不發(fā)生變化,4.熱平衡與溫度(1)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的.(2)溫度計(jì)的測(cè)溫原理若物體與A處于熱平衡,它同時(shí)也與B處于熱平衡,則A的溫度B的溫度,這就是溫度計(jì)用來測(cè)量溫度的基本原理.,溫度,等于,三、溫度計(jì)與溫標(biāo),如圖1所示,伽利略溫度計(jì)是利用玻璃管內(nèi)封閉的氣體作為測(cè)量物質(zhì)制成的,當(dāng)外界溫度越高時(shí),細(xì)管內(nèi)的水柱越高嗎?,問題設(shè)計(jì),圖1,答案由熱脹冷縮可知,當(dāng)外界溫度越高時(shí),氣體膨脹越厲害,則細(xì)管內(nèi)的水柱越低.,1.幾種溫度計(jì)的測(cè)量原理(1)水銀溫度計(jì)是根據(jù)水銀的性質(zhì)來測(cè)量溫度的.(2)金屬電阻溫度計(jì)是根據(jù)金屬的電阻隨的變化來測(cè)量溫度的.(3)氣體溫度計(jì)是根據(jù)氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系來測(cè)量溫度的.(4)熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生的來測(cè)量溫度的.,熱脹冷縮,要點(diǎn)提煉,溫度,,電動(dòng)勢(shì)的大小,2.溫標(biāo)要素第一,選擇某種具有測(cè)溫屬性的;第二,了解測(cè)溫物質(zhì)隨變化的函數(shù)關(guān)系;第三,確定溫度零點(diǎn)和分度的方法.3.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t(1)攝氏溫標(biāo):一種常用的表示溫度的方法,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為,水的沸點(diǎn)為,在0℃和100℃之間均勻分成等份,每份算做1℃.,測(cè)溫物質(zhì),溫度,0℃,100℃,100,(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,熱力學(xué)溫標(biāo)也叫.熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫.用符號(hào)表示,單位是,符號(hào)為.(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T=.(4)注意:攝氏溫標(biāo)的1℃的分格與熱力學(xué)溫標(biāo)1K的分格是等價(jià)的,故用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度和攝氏溫標(biāo)表示的溫度,雖然起點(diǎn)不同,但表示溫度的溫度差是相同的,即ΔT=Δt.,絕對(duì)溫標(biāo),t+273.15K,熱力學(xué)溫度,T,開爾文,K,“1K=1℃”對(duì)嗎?答案在表示溫度差時(shí)“1K=1℃”是正確的,即ΔT=Δt.但在表示溫度高低時(shí)卻不正確.,延伸思考,,,典例精析,一、狀態(tài)參量與平衡態(tài),例1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,系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)時(shí)各部分的參量不發(fā)生變化B.當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響,且經(jīng)過足夠長的時(shí)間,其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會(huì)相同C.只有處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D.兩物體發(fā)生熱傳遞時(shí),它們組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),解析處于非平衡狀態(tài)的系統(tǒng)也有狀態(tài)參量,而且參量會(huì)發(fā)生變化.經(jīng)過足夠長的時(shí)間,系統(tǒng)若不受外界影響就會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài),各部分狀態(tài)參量將會(huì)相同,故B項(xiàng)正確,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;處于熱傳遞過程中的兩系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài),故D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案B,二、熱平衡與溫度,例2關(guān)于熱平衡,下列說法正確的是()A.系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的狀態(tài)B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,冰水混合物與0C的水未達(dá)到熱平衡C.量體溫時(shí)溫度計(jì)需和身體接觸十分鐘左右是為了讓溫度計(jì)跟身體達(dá)到熱平衡D.冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài),解析兩系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)的標(biāo)志是它們的溫度相同,或者說它們的冷熱程度相同,所以A、C、D對(duì),B錯(cuò).,答案ACD,三、溫度計(jì)與溫標(biāo),例3關(guān)于溫度與溫標(biāo),下列說法正確的是()A.溫度與溫標(biāo)是一回事,所以熱力學(xué)溫標(biāo)也稱為熱力學(xué)溫度B.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值C.攝氏溫度升高3C,在熱力學(xué)溫標(biāo)中溫度升高276.15KD.熱力學(xué)溫度每一度的大小與攝氏溫度每一度的大小相等,解析溫標(biāo)是溫度數(shù)值的表示方法,所以溫度與溫標(biāo)是不同的概念,用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度稱為熱力學(xué)溫度,選項(xiàng)A錯(cuò).攝氏溫度可以取負(fù)值,但是熱力學(xué)溫度不能取負(fù)值,因?yàn)闊崃W(xué)溫度的零點(diǎn)是低溫的極限,故選項(xiàng)B錯(cuò).攝氏溫度的每一度與熱力學(xué)溫度的每一度的大小相等,選項(xiàng)D正確.攝氏溫度升高3C,也就是熱力學(xué)溫度升高了3K,故選項(xiàng)C錯(cuò).答案D,針對(duì)訓(xùn)練(1)水的沸點(diǎn)是℃=K.(2)絕對(duì)零度是℃=K.(3)某人體溫是36.5℃,也可以說體溫為K,此人體溫升高1.5℃,也可以說體溫升高K.,100,373,-273.15,0,309.5,1.5,,,自我檢測(cè),1.(狀態(tài)參量與平衡態(tài))下列狀態(tài)中處于平衡態(tài)的是()A.將一金屬塊放在沸水中加熱足夠長的時(shí)間B.冰水混合物處在0C環(huán)境中C.突然被壓縮的氣體D.開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室中的氣體,1,2,3,4,解析系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí),其狀態(tài)參量穩(wěn)定不變.金屬塊放在沸水中加熱足夠長的時(shí)間,冰水混合物在0C環(huán)境中,其溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化,是平衡態(tài),故A、B對(duì);突然被壓縮的氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大,故其不是平衡態(tài),C錯(cuò);開空調(diào)2分鐘內(nèi)教室中的氣體溫度、體積均要變化,故其不是平衡態(tài),D錯(cuò).答案AB,1,2,3,4,2.(熱平衡與溫度)下列說法正確的是()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)能夠用來測(cè)量溫度的基本原理,1,2,3,4,解析處于熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量——溫度,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;由熱平衡定律可知,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)用來測(cè)量溫度的基本原理,故B、D兩項(xiàng)也正確.故正確答案為B、C、D.答案BCD,1,2,3,4,3.(溫度計(jì)與溫標(biāo))嚴(yán)冬,湖面上結(jié)了厚厚的冰,但冰下魚兒仍在游動(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,待較長時(shí)間后從水中提出,讀出示數(shù),1,2,3,4,B.取一空的塑料飲水瓶,將溫度計(jì)懸吊在瓶中,再將瓶拴住從洞中放入水里,水灌滿瓶后待較長時(shí)間,然后將瓶提出,立即讀出溫度計(jì)的示數(shù)C.若溫度計(jì)顯示的示數(shù)為攝氏溫度4℃,即熱力學(xué)溫度4KD.若溫度計(jì)顯示的示數(shù)為攝氏溫度4℃,即熱力學(xué)溫度277.15K,1,2,3,4,解析要測(cè)量冰下水的溫度,必須使溫度計(jì)與冰下的水達(dá)到熱平衡時(shí),再讀出溫度計(jì)的示數(shù),可隔著冰又沒法直接讀數(shù),把溫度計(jì)取出來,顯示的又不是原熱平衡狀態(tài)下的溫度,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.T=t+273.15K=277.15K,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.答案BD,1,2,3,4,1,2,3,4,4.(溫度計(jì)與溫標(biāo))下列有關(guān)溫度的說法正確的是()A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.用兩種溫標(biāo)表示同一溫度的變化時(shí),兩者的數(shù)值相等C.1K就是1℃D.當(dāng)溫度變化1℃時(shí),也可以說成溫度變化273K,解析溫標(biāo)是用來定量描述溫度的方法,常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo),兩種溫標(biāo)表示同一溫度時(shí),數(shù)值不同,但在表示同一溫度變化時(shí),數(shù)值是相同的.若物體的溫度升高1K,也可以說物體的溫度升高1℃,但在表示物體的溫度時(shí),物體的溫度為1K,而不能說成物體的溫度為1℃.答案AB,1,2,3,4,課堂要點(diǎn)小結(jié),,- 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