1 温度和温标 [定位·学习目标] 1.阅读教材,理解状态参量、平衡态、温度、热力学温度的概念及热平衡定律,理解热力学温度与摄氏温度的区别和联系,形成物理观念。2.通过对比分析平衡态与热平衡之间的关系,知道温度是它们共同的热学性质,培养科学思维和科学探究精神。3.利用玻璃瓶模拟伽利略的温度计,知道温度计的原理,提升科学态度与责任。 知识点一 状态参量与平衡态 探究新知 1.热力学系统 研究某一容器中气体的热学性质时,容器中的大量分子组成的系统,叫作一个热力学系统,简称系统。 2.外界 系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。 3.状态参量 在热学中,为确定系统的状态所需要的一些物理量。 4.平衡态 在没有外界影响的情况下,经过足够长的时间,系统内各部分的状态参量能够达到的稳定状态。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)研究容器中一定质量的气体的热学性质时,气体和容器为一个系统。( × ) (2)一个系统处于静止或匀速直线运动时的状态即为平衡态。( × ) (3)系统处于平衡态时,系统的状态参量都不随时间变化。( √ ) 知识点二 热平衡与温度 探究新知 1.热平衡 如果两个系统相互接触而传热,经过一段时间,各自的状态参量不再变化,说明两个系统达到了热平衡。 2.热平衡定律 如果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.温度 (1)定义:当两个系统处于热平衡时,表征它们具有某个共同的热学性质的物理量。 (2)特点:达到热平衡的系统具有相同的温度。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)达到热平衡的系统,一定具有相同的压强。( × ) (2)相互接触且传热的两个系统,传热结束后一定达到了热平衡。( √ ) (3)判断两个系统是否达到热平衡,必须使两个系统接触。( × ) (4)处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动,热平衡是一种动态平衡。( √ ) 知识点三 温度计与温标 探究新知 1.温标 定量地描述温度的一套方法。 2.温度计 选择一种测温物质后确定温标,根据这种物质的某个特性来制造温度计。 3.热力学温度与摄氏温度 (1)摄氏温标:规定标准大气压下冰的熔点为 0 ℃,水的沸点为100 ℃;在0 ℃和 100 ℃ 之间均匀分成100等份,每份算作1 ℃。 (2)热力学温标:现代科学中用得更多的是热力学温标。热力学温标表示的温度叫作热力学温度,它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。 (3)摄氏温标与热力学温标的关系。 ①摄氏温标由热力学温标导出。 ②摄氏温标所确定的温度用t表示,它与热力学温度T的关系是T=t+273.15 K。粗略运算中,可取T=t+273 K。 ③表示温度差时,1 ℃与1 K相等。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略表示为 273 K。( √ ) (2)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K。( √ ) (3)在绝对零度附近分子已停止热运动。( × ) (4)物体的温度由本身决定,数值与所选温标无关。( × ) 要点一 对平衡态与热平衡的理解 要点归纳 1.对平衡态的理解 平衡态与力学的平衡意义不同。热力学的平衡态是对大量做无规则运动的分子的统计,效果不随时间变化。系统内各部分的状态参量达到稳定状态,表现为系统的宏观性质不随时间变化。而力学中的平衡是运动个体的状态处于静止或匀速直线运动状态。 2.热平衡 (1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。 (2)两个系统达到热平衡过程的温度随时间变化的图像如图所示。 (3)若物体与系统A处于热平衡,它同时也与系统B处于热平衡,则系统A的温度等于系统B的温度。 3.平衡态与热平衡的区别和联系 状态 平衡态 热平衡 区 别 研究 对象 一个系统 两个系统 判断 依据 系统内各部分的状态 ... ...
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