高中物理-第七章分子动理论第四节温度和温标学案课件-新人教版选修3-3

第七章分子动理论第七章分子动理论第七章分子动理论※明确热平衡与温度的概念※理解热力学温度与摄氏温度的关系※了解温度计的原理第七章分子动理论第七章分子动理论•四季变换，天晴冷暖，冬季我们每天都会关注天气预报，适当增减衣物．如图所示．•天气预报中所说的温度涉及什么物理知识呢？第七章分子动理论第七章分子动理论•1．在物理学中，通常把所研究的对象称为，为了描述系统的状态，需要用到一些物理量，描述系统状态的物理量，叫做系统的．•2．系统内所有性质都不随时间变化的状态叫．•3．当两个系统的温度相同时，就说这两个系统达到了．测量物体的温度用．系统状态参量平衡态热平衡温度计第七章分子动理论•4．定量描述温度的方法叫．常用的温标有和，摄氏温标规定：在标准大气压下冰的熔点为0℃，为100℃.热力学温标的单位是．•5．热力学温度与摄氏温度的换算公式：•.温标摄氏温标热力学温标水的沸点开尔文T＝t＋273.15K第七章分子动理论第七章分子动理论•(1)系统：在物理学中，通常把所研究的对象称为系统．•(2)状态参量：用来描述系统状态的物理量．•(3)平衡态•①定义：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不再随时间变化的稳定状态，这种状态叫平衡态．•②特征：系统的所有性质都不随时间变化．第七章分子动理论•特别提醒：•(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态．•(2)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．系统处于平衡态时，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化.第七章分子动理论•(1)热平衡：如果两系统间无隔热材料，两个系统相接触或通过导热性能很好的材料接触，两个系统的状态参量将互相影响而改变，最后，两个系统具有某一“共同性质”，状态参量不再改变，则称两个系统达到了热平衡．•(2)热平衡定律：如果两个系统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：表征热平衡系统的“共同性质”的物理量．第七章分子动理论•从宏观和微观两个角度如何理解温度的概念？•答案：(1)宏观上，表示物体的冷热程度．•(2)微观上，反映分子热运动的激烈程度，温度是分子平均动能大小的标志.第七章分子动理论•(1)温度计：温度计是测量温度的工具．•家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热膨胀原理制成的．•(2)温标：温度的数值表示法叫做温标．•①摄氏温标：规定标准大气压下冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为100℃，在0和100之间分成100等份，每一等份就是1℃，这种表示温度的方法即为摄氏温标，表示的温度叫做摄氏温度．第七章分子动理论•②热力学温标：规定摄氏温标的－273.15℃为零值，这种表示温度的方法即为热力学温标．表示的温度叫做热力学温度(T)，单位为开尔文(K)．•③热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为T＝t＋273.15K.第七章分子动理论•特别提醒：•(1)温度计的热容量必须很小，与待测物体接触时，几乎不改变待测物体状态．•(2)热力学温度单位开尔文是国际单位制中七个基本单位之一．第七章分子动理论•“我国新疆的某些地区夏季昼夜温差达15℃”，“我国的东部沿海地区如青岛、威海等地秋冬两季最高气温相差15K”；以上两种说法中的温度差哪种说法大些？•答案：在用热力学温标和摄氏温标表示温度变化时，每变化1℃等于变化1K，所以上述两种温度差是相等的第七章分子动理论第七章分子动理论•下列说法正确的是()•A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量•B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡•C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的惟一物理量•D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理第七章分子动理论•解析：热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误，C项正确；由热平衡定律，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项也正确．•答案：BCD•点评：处理热平衡问题时，应把握以下两点：•(1)发生热交换时，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量；•(2)达到热平衡时，系统一定具有相同的温度，其他参量未必相同．第七章分子动理论•下列状态处于热平衡态的是()•A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间•B．冰水混合物处在0℃环境中•C．一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动，容器突然停止运动，容器内的气体•D．2分钟内教室内的气体•答案：AB第七章分子动理论•解析：系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0℃环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡态，故A、B对；一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动突然停止时，容器内气体的温度升高，压强变大，故其不是平衡态，C错；开空调2分钟内教室内的气体，温度、体积均要变化，故其不是平衡态，D错.第七章分子动理论•下列关于热力学温度的说法中，正确的是()•A．热力学温度的零值等于－273.15℃•B．热力学温度的1K的大小和摄氏温度的1℃的大小是相等的•C．绝对零度是低温的极限，永远达不到•D．1℃就是1K第七章分子动理论•解析：由热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系T＝t＋273.15K可知A、B正确．另外，绝对零度是低温的极限，永远不可能达到．•答案：ABC第七章分子动理论•点评：虽然热力学温度的1K的大小和摄氏温度的1℃的大小是相等的，但不能说1℃就是1K.第七章分子动理论•(2009·海口高二检测)小明自定一种新温标p，他将冰点与沸点之间的温度等分为200格，且将冰点的温度定为50p，今小明测量一杯水的温度为150p时，则该温度用摄氏温度表示时应为()•A．30℃B．40℃•C．50℃D．60℃•答案：C解析：每格表示的摄氏度为100200＝0.5℃，比冰点高出的温度为(150－50)×0.5℃＝50℃，C对，A、B、D错.第七章分子动理论•细心观察可以发现，常见液体温度计的下部的玻璃泡较大，壁也比较薄，上部的管均匀而且很细，想一想，温度计为什么要做成这样呢？•解析：这样做的目的是为了使测量更准确、更方便．下部较大而上部很细，这样下部储存的液体就比较多，当液体膨胀或收缩不大时，在细管中的液面就可能有较大的变化，可以使测量更精确；下部的壁很薄，可以使玻璃泡内的测温物质的温度较快地与待测物质的温度一致；细管的粗细是均匀的，是为了使刻度均匀，便于读数．•点评：利用热平衡和热胀冷缩原理来解释．第七章分子动理论•小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后像图中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下．第七章分子动理论•A．不应倒入另一个烧杯中，这会使温度降低•B．水倒的太少，温度计玻璃泡不能完全浸没•C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视•D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读•你认为小宁找得对吗？并说明理由．•答案：小宁找得A、B、C对，D错．第七章分子动理论•解析：要测量烧杯中水的温度，据热平衡知，须把温度计放入待测水中达到热平衡后读出温度计的示数，即为热水的温度．•题中将少量水倒入另一烧杯，测量有两处错误：其一，少量水不能完全浸没温度计玻璃泡，达热平衡时测量的不是水的温度；其二，少量水倒入另一烧杯，这少量水与另一烧杯又达到一个热平衡，温度已改变，再用温度计测量时，测出的是这个热平衡状态的温度，而不是待测水的温度了．题中C项读数小宁找得对，但小宁在D选项中要把温度计取出来读数就不对了，当把温度计取出时，在空气中它与空气间存在温度差，有热交换会失去原来的热平衡，示数变化．第七章分子动理论