2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第2章气体固体和液体第1节温度和温标课件

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温度和温标 高二年级 物理物体是由大量分子组成的，分子总在做永不停息的无规则热运动，分子之间存在着引力和斥力。1.什么是分子动理论？2.分子间引力、斥力随分子间距离怎样变化呢？温故知新●分子间同时存在着引力和斥力，都随分子间距离r的增大而减小，随r的减小而增大，但斥力比引力变化的更快。●当分子间距r的数量级大于10-9m时， 分子力可忽略不计。春江水暖鸭先知问题1：如何定量测量物体的温度呢？温度：表示物体的冷热程度密封的细玻璃管玻璃泡均匀的刻度问题2：温度计显示的为什么就是物体温度呢？ 为什么玻璃泡管壁要制的很薄呢？温度计的测温问题：下面哪种测量水温的方法正确？问题3：我们凭什么说这个时候温度计的温度就是热水的温度？ 问题：温度计的测温原理是什么呢？一、热平衡状态及热平衡原理二、温度和温标研究物理问题研究对象相互关联的若干个体系统热学研究对象系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界热力学系 统如气体、液 体、固体等大量分子组成的系统一、关于热力学系统和外界①几何性质确定系统的空间范围---体积等。②力学性质确定外界与系统或系统内部各部分之间力的作用---压强。③热学性质确定系统的冷热程度---温度。1.状态参量 某氧气瓶容积100L，其内氧气温度20oC时的气压为5atm。系统问题研究需描述系统状态的物理量如：一辆汽车经过二中门口时的速度为10m/s，加速度为1m/s2。二、关于状态参量、平衡态及热平衡 2.平衡状态：对于一个封闭系统，没有外界影响，在经过相当长的时间后，系统的所有性质将不随时间而变化、且具有确定的状态。——简称平衡态。注意： ② 系统的所有性质都不随时间变化。① 平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外 界影响是不可能的。 ③ 热力学平衡态是一种动态的平衡。 冷空气 温空气非平衡态平衡态3.热平衡： 如下图，如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将改变。但是经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡。若两个系统接触后，它们的热学状态不发生变化，说明两个系统原来就已经处于相同的热平衡状态。 ---热平衡若两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 ---热平衡定律AB力学平衡具有一种相同的力学性质压强静电平衡具有一种相同的电学性质电势绝热热平衡具有一种相同的热学性质“温度”温度相等4.热平衡的热学性质 例1：一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变。问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么? 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量传递。平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量都达到稳定的状态。 若两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3.热平衡定律：2.热平衡:若两个热力学系统彼此接触，而其状态参量都不变化（即 没有发生热传递），我们就说这两个系统达到了热平衡。4.温度：表征互为热平衡的各系统“共同热学性质”的物理量。1.热力学系统：热力学研究中的研究对象，一般由大量分子组成；系统以外与系统发生相互作用的其他物质统称为外界。知识点梳理一同学们：现在你能说说温度计为什么可以测温吗？ 问 题：温度如何定量描述呢？提 示：热平衡定律。温度计与待测物体达到热平衡时，二者温度相同。温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物体B达到热平衡，那么A的温度与B的温度相等。——温度的数值表示法。建立温标的三要素：温度计与温标温标 ①选择某种物质（叫做测温物质）的某一随温度变化的 属性（叫做测温属性）来标志温度； ②明确测温属性随温度的变化关系（即规定分度的方法） ③确定固定点（规定零点和分度）。例2：伽利略发明了世界上第一支温度计。用一支玻璃管一端与一个鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，泡内留有气体，如图，A处是上午8点钟液面位置，B处为第二天上午8点钟液面位置。问题：“伽利略温度计”的测温原理？题中哪处代表的温度高？知识点梳理二建立一种温标的三要素：①首先，要确定测温物质；②其次，确定该测温物质随温度变化物理量；③第三，选定参考点（即规定分度的方法）。 摄氏温标：标准大气压下冰的熔点为0oC标准大气压下水的沸点为100oC在0oC与100oC之间等分成100等份，每份算做1oC热力学温标：热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号为K。换算关系是：T = t + 273.15 KT=0K，t=-273.150C注意: ①摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号K。在今后各种相关热力学计算中，将温度单位转换为热力学温度即开尔文； ②由T＝t+273.15 K可知，物体温度变化1℃与变化1 K的变化量是等同的，但物体所处状态为1℃与1K是相隔甚远的。日常生活中的温度计日常生活中还有哪些温度计?阅读人教版教材P12页“科学漫步 【本节知识点梳理三】1.温度计测温原理:热平衡定律。2.常用温标:摄氏温标、热力学温标。3.热力学温标与摄氏温标的关系:T＝t＋273.15K。问题：还有哪些温标呢?热力学系统和外界平衡特征温度相等热平衡热平衡状态建立温标的三要素两种常见温标两种温标的关系生活中常见温度计 1. 两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传 递，其原因是( ) A．它们的能量相同 B．它们的比热相同 C．它们的热量相同 D．它们的温度相同D学以致用 2. 下列关于热力学温度的说法中，正确的是( ) A．热力学温度的零点是-273.15℃ B．-136℃比136K温度高 C．0℃等于273.15K D．1℃就是1K E．升高1℃就是升高274KABCT = t + 273.15 K173.15K274.15K1K3.在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出， 观察它的示数变化情况是（ ） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．示数先下降后上升D 　 4.实际应用中，常用到一种双金属温度计。它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示。已知右图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有( )A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C．由右图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D．由右图可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁ABC 5.用温度计测量一杯热水的温度时,要等到温度计的示数稳 定后再读数,并且要使温度计保留在水中,原因是什么?【思路分析】温度计测量温度的原理是热平衡原理。6.以下说法正确的是（ ）A.绝对零度永远达不到B.现代技术可以达到绝对零度C.物体的绝对零度是-273.15KD.物体的绝对零度是-273.15℃ADT = t + 273.15 K7.关于温度与温标，下列说法正确的是( )A.温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值C.温度升高3℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD.热力学温度每一开尔文的大小与摄氏温度每一摄氏度的大 小相等D8.2010年又是一个寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头 时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？【解析】不对。由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡，故它们的温度是一样的。感觉到铁棒特别凉，是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多，所以他的结论不对。9.图甲表示某金属丝的电阻R 随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（如图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。请判断：如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流表上代表t1、t2的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？正确答案：t1问题：刻度是均匀的吗？