2018-2019學(xué)年高中物理 第7章 分子動(dòng)理論 第4節(jié) 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,第四節(jié)溫度和溫標(biāo),課前預(yù)習(xí),1．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：在熱學(xué)中，把某個(gè)范圍內(nèi)________組成的研究對(duì)象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生________的其他物體統(tǒng)稱為外界。2．狀態(tài)參量描述系統(tǒng)________的物理量，常用物理量有幾何參量________、力學(xué)參量________、熱學(xué)參量________。3．平衡態(tài)沒(méi)有外界影響的情況下系統(tǒng)所有性質(zhì)都不隨時(shí)間______________的狀態(tài)。,狀態(tài)參量與平衡態(tài),大量分子,相互作用,熱學(xué)性質(zhì),體積V,壓強(qiáng)p,溫度T,而變化的穩(wěn)定,1．熱平衡兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量_____________。2．熱平衡定律如果兩個(gè)系統(tǒng)與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到________，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于________。3．溫度表征熱平衡系統(tǒng)的“________”的物理量。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________。,熱平衡與溫度,不再變化,熱平衡,熱平衡,共同性質(zhì),溫度,1．溫度計(jì),溫度計(jì)與溫標(biāo),熱膨脹,電阻,壓強(qiáng),溫差,2.溫標(biāo)溫度的數(shù)值表示法叫做溫標(biāo)。(1)攝氏溫標(biāo)：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下_____________的溫度為0℃，________的溫度為100℃，在0和100之間分成100等份，每一等份就是1℃，這種表示溫度的方法即為攝氏溫標(biāo)，表示的溫度叫做________。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：規(guī)定攝氏溫標(biāo)的________℃為零值，這種表示溫度的方法即為熱力學(xué)溫標(biāo)。表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度(T)，單位為開(kāi)爾文(K)。,冰水混合物,沸水,攝氏溫度,－273.15,(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度,t,攝氏度,T,開(kāi)爾文,t＋273.15K,『判一判』(1)溫度可以從高溫物體傳遞到低溫物體。()(2)處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等。()(3)0℃的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略表示為273K。()(4)溫度升高了10℃也就是升高了10K。()(5)在絕對(duì)零度附近分子已停止熱運(yùn)動(dòng)。(),,√,√,√,,『選一選』下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中，正確的是()A．－136℃比136K溫度低B．0℃等于273.15KC．1℃就是1KD．升高1℃就是升高274.15K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℃＝137.15K,0℃等于273.15K，A錯(cuò)誤，B正確；由ΔT＝Δt判斷C、D錯(cuò)誤。,B,『想一想』體溫計(jì)的測(cè)溫原理是什么？量完體溫后為什么必須甩一下？答案：體溫計(jì)利用了熱平衡原理；量完體溫后，水銀不能自動(dòng)回到液泡，必須用力甩回去。,,課內(nèi)探究,如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？,探究一平衡態(tài)與熱平衡,1．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運(yùn)動(dòng)的狀態(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)，由外界影響，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化。,(3)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到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。(4)平衡態(tài)不是熱平衡：平衡態(tài)是對(duì)某一系統(tǒng)而言的，是系統(tǒng)的狀態(tài)，熱平衡是對(duì)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)之間的關(guān)系而言的。分別處于平衡態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)在相互接觸時(shí)，它們的狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化，直到溫度相同時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)便達(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。,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)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時(shí)，不需要將各個(gè)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，即可比較溫度的高低。,特別提醒：(1)兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，這兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)；最終兩個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系是熱平衡。(2)兩個(gè)溫度不同的物體，各自可能處于平衡態(tài)。,(多選)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)的惟一物理量D．熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理解題指導(dǎo)：處理熱平衡問(wèn)題時(shí)，應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)發(fā)生熱交換時(shí)，高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量；(2)達(dá)到熱平衡時(shí)，系統(tǒng)一定具有相同的溫度，其他參量未必相同。,BCD,解析：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，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，故B、D項(xiàng)也正確。,〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1〕(多選))下列狀態(tài)處于熱平衡態(tài)的是()A．將一金屬塊放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間B．冰水混合物處在0℃環(huán)境中C．一個(gè)裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運(yùn)動(dòng)，容器突然停止運(yùn)動(dòng)，容器內(nèi)的氣體D．開(kāi)空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)的氣體解析：系統(tǒng)處于熱平衡態(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(zhǎng)的時(shí)間，冰水混合物在0℃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)；一個(gè)裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運(yùn)動(dòng)突然停止時(shí)，容器內(nèi)氣體的溫度升高，壓強(qiáng)變大，故其不是平衡態(tài)，C錯(cuò)；開(kāi)空調(diào)2分鐘內(nèi)教室內(nèi)的氣體，溫度、體積均要變化，故其不是平衡態(tài)，D錯(cuò)。,AB,四季變換，陰晴冷暖，我們每天都會(huì)關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，適當(dāng)增減衣物。某市某天的天氣預(yù)報(bào)如下：今日天氣多云，溫度29℃～19℃。天氣預(yù)報(bào)中所說(shuō)的溫度用熱力學(xué)溫度表示是多少呢？提示：302K～292K,探究二溫度與溫標(biāo),,1．“溫度”含義的兩種說(shuō)法,2.溫度計(jì)測(cè)量原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體的溫度相同。3．溫標(biāo)(1)常見(jiàn)的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。(2)溫標(biāo)要素：第一選擇某種具有測(cè)溫屬性的測(cè)溫物質(zhì)；第二了解測(cè)溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系；第三確定溫度零點(diǎn)和分度的方法。,(3)溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo),特別提醒：(1)溫度計(jì)的熱容量必須很小，與待測(cè)物體接觸時(shí)，幾乎不改變待測(cè)物體狀態(tài)。(2)熱力學(xué)溫度單位(開(kāi)爾文)是國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一。,(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中，正確的是()A．－136℃比136K溫度高B．0℃等于273.15KC．1℃就是1KD．升高1℃就是升高274.15K解題指導(dǎo)：熟練應(yīng)用T＝t＋273.15K是解決有關(guān)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度換算的基礎(chǔ)；就分度而言，1℃和1K相當(dāng)，即ΔT＝Δt。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℃＝137.15K,0℃等于273.15K，A、B正確；由ΔT＝Δt判斷C、D錯(cuò)誤。,AB,〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2〕(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中，正確的是()A．熱力學(xué)溫度的零值等于－273.15℃B．溫度升高1℃就是升高了1KC．絕對(duì)零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到D．溫度的單位“℃”是國(guó)際單位制中的基本單位解析：由熱力學(xué)溫度(T)與攝氏溫度(t)的關(guān)系T＝t＋273.15K可知A、B正確。另外，絕對(duì)零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)不可能達(dá)到，故C正確。熱力學(xué)溫度的單位“K”是國(guó)際單位制的基本單位，故D錯(cuò)。,ABC,素養(yǎng)提升,1．溫度計(jì)測(cè)溫原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體的溫度相同。2．幾種常見(jiàn)溫度計(jì)的測(cè)溫原理(1)水銀溫度計(jì)是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度的。(2)金屬電阻溫度計(jì)是利用金屬的電阻與溫度的關(guān)系來(lái)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(lái)測(cè)量溫度的。(4)電偶溫度計(jì)是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小不同來(lái)測(cè)量溫度的。,溫度計(jì)的使用,D,解析：題中將少量水倒入另一燒杯，測(cè)量有兩處錯(cuò)誤：其一，少量水不能完全浸沒(méi)溫度計(jì)玻璃泡，達(dá)熱平衡時(shí)測(cè)量的不是水的溫度；其二，少量水倒入另一燒杯，這少量水與另一燒杯又達(dá)到一個(gè)熱平衡，溫度已改變，再用溫度計(jì)測(cè)量時(shí)，測(cè)出的是這個(gè)熱平衡狀態(tài)的溫度，而不是待測(cè)水的溫度了。所以小寧A、B找對(duì)了。題中C項(xiàng)讀數(shù)小寧找得對(duì)，但小寧在D選項(xiàng)中要把溫度計(jì)取出來(lái)讀數(shù)就不對(duì)了，當(dāng)把溫度計(jì)取出時(shí)，在空氣中它與空氣間存在溫度差，有熱交換會(huì)失去原來(lái)的熱平衡，示數(shù)變化。,