第二章气体固体和液体1温度和温标课件（新人教版选择性必修第三册）

第二章　气体、固体和液体\n1．温度和温标\n课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升\n目标体系构建\n【学习目标】1．知道什么是状态参量，什么是平衡态。2．理解热平衡的概念及热平衡定律。了解热力学温度的应用。3．理解温度的意义，知道常见温度计的构造，会使用常见温度计。4．知道什么是热力学温标，理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。\n【思维脉络】\n课前预习反馈\n1．热力学系统：由大量分子组成的________。2．外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体。3．状态参量：为确定系统的状态所需要的一些量，如：_______、________、温度等。4．平衡态：无外界影响，________________的状态。说明：平衡态是状态量，不是过程量，处于平衡态的系统，状态参量在较长时间内不发生变化。系统知识点1状态参量与平衡态体积压强状态参量稳定\n1．热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别________。经过一段时间，各自的状态参量不再变化了，即这两个系统达到了__________。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__________。3．温度：处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”，即________。这就是温度计能够用来测量温度的基本原理。改变知识点2热平衡与温度热平衡热平衡温度\n1．温度计知识点3温度计与温标名称原理水银温度计根据水银的____________的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属铂的________随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体________随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因________产生电动势的大小来测量温度热胀冷缩电阻压强温差\n2．温标：定量描述________的方法。(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为_________，水的沸点为___________。在0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成_______等份，每一份算作1℃。(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，__________温度。温度0℃100℃100热力学\n(3)摄氏温度与热力学温度：摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号______表示，单位是__________，符号为℃热力学温度热力学温标表示的温度，用符号______表示，单位是__________，符号为K换算关系T＝__________________t摄氏度T开尔文t＋273.15K注意：变化1℃与变化1K是相等的。\n思考辨析『判一判』(1)表示系统的状态参量常用的有体积、压强、阿伏加德罗常数和温度。()(2)当系统处于平衡态时，系统的温度、压强、体积等都不随时间变化。()×√\n(3)平衡态是一种理想情况。()(4)温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量。()(5)两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量。()(6)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。()√√×√\n『选一选』(多选)下列关于热力学温度的说法中，正确的是()A．热力学温度的零度是－273.15℃，叫绝对零度B．热力学温度的每一开的大小和摄氏温度的每一度的大小是相同的C．绝对零度是低温的极限，永远达不到D．1℃就是1KABC\n解析：热力学温度的零度也叫绝对零度，是－273.15℃，绝对零度只能无限接近，不能达到；热力学温度的每一开的大小和摄氏温度每一度的大小是相等的，但不能说1℃就是1K，它们的物理意义是不同的，故选ABC。\n『想一想』体温计的测温原理是什么？量完体温后为什么必须甩一下？答案：体温计利用了热平衡原理；量完体温后，水银不能自动回到液泡，必须用力甩回去。\n课内互动探究\n探究平衡态与热平衡的比较情景导入如图，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态吗？提示：鸡蛋的温度、压强、体积都不再变化，处于平衡态。\n1．平衡态的理解(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，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。(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。要点提炼\n(3)热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，那么这两个系统原来是处于热平衡的。(4)平衡态不是热平衡：平衡态是对某一系统而言的，是系统的状态，热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的。分别处于平衡态的两个系统在相互接触时，它们的状态可能会发生变化，直到温度相同时，两个系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态。\n2．热平衡定律的意义决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度。因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以在比较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。\n(1)热平衡的特征方面：温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量。(2)热平衡的条件方面：达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度。特别提醒\n(多选)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唯一物理量D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理典例1典例剖析BCD\n解题指导：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。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。\n1．(多选)下列关于平衡态与热平衡的说法正确的是()A．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的B．热平衡就是平衡态C．处于热平衡的几个系统的温度一定相等D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态对点训练AC\n解析：只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来就处于热平衡，而温度是决定两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，故A、C正确；平衡态是对一个系统而言，热平衡是两个系统相互影响的结果，B错误；描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可知，D错误。\n探究温度计与温标情景导入(1)如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？(2)如果气体的温度是1℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1℃，也可以说气体的温度升高了多少K?\n提示：(1)不是。由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低。(2)274.15K1K\n1．“温度”含义的两种说法要点提炼宏观角度温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的热平衡角度温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的。热平衡定律指出，两个系统相互处于热平衡时，存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度，这样的定义更具有科学性\n2．温度计测量原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同。3．温标(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标。(2)温标要素：第一，选择某种具有测温属性的测温物质；第二，了解测温物质随温度变化的函数关系；第三，确定温度零点和分度的方法。\n(3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标摄氏温标热力学温标提出者摄氏萨斯和施勒默尔英国物理学家开尔文零度的规定一个标准大气压下冰水混合物的温度－273.15℃温度名称摄氏温度热力学温度温度符号tT单位名称摄氏度开尔文单位符号℃K关系(1)T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K(2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等\n(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。特别提醒\n下列关于热力学温度的说法中，正确的是()A．－136℃比136K温度高B．0℃等于273.15KC．1℃就是1KD．升高1℃就是升高273.15K解题指导：熟练应用T＝t＋273.15K是解决有关热力学温度与摄氏温度换算的基础；就分度而言，1℃和1K相当，即ΔT＝Δt。典例2典例剖析AB\n解析：热力学温度和摄氏温度是表示温度的不同方法，它们最大的区别就是规定的零点不同，但每一度的大小是一样的。根据T＝t＋273.15K可知－136℃＝137.15K，0℃等于273.15K，A、B正确；由ΔT＝Δt判断C、D错误。\n2．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．摄氏温度升高3℃，在热力学温标中温度升高276.15KD．热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等对点训练D\n解析：温标是温度数值的表示方法，所以温度与温标是不同的概念，用热力学温标表示的温度称为热力学温度，选项A错；摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故选项B错；摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，选项D正确；摄氏温度升高3℃，也就是热力学温度升高了3K，故选项C错。\n核心素养提升\n温度计的使用和读数1．温度计测温原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同。\n2．几种常见温度计的测温原理(1)水银温度计是根据液体热胀冷缩的性质来测量温度的。(2)金属电阻温度计是利用金属的电阻与温度的关系来测量温度的。(3)气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的。(4)电偶温度计是根据不同导体因温差产生电动势的大小不同来测量温度的。\n严冬，湖面上结了厚厚的冰，为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是()A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度案例\nC．取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数答案：C\n解析：要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数。可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡下的温度，所以A的做法不正确，C的做法正确，D的做法不正确，B的做法也失去了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计测，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度了。\n方法技巧：温度计的使用及读数要点1．采用热平衡法测量物体温度时，只有待测物体不与周围其他物体发生热交换时，用温度计测得的温度才是准确的。2．对水银(酒精)温度计读数时，视线应与水银(酒精)液面相平。水银(酒精)温度计要放入被测系统中与系统达到热平衡时再读数，不要离开待测系统读数(体温计因有特殊结构，可离开待测系统后读数)。3．测容器中液体的温度时，温度计的玻璃泡不要与容器壁接触。\n课堂达标检测\n1．(多选)(2021·黑龙江大庆实验中学月考)下列各个状态中处于平衡态的是()A．将冰水混合物放在0℃的房间里B．将铜块放在沸水中加热足够长的时间C．电影院开空调5分钟内放映厅内的气体D．一个密闭绝热匀速运动的容器突然停止时，运动容器内的气体AB\n解析：系统处于平衡态时，其状态参量不随时间变化。A选项中冰水混合物在0℃的房间里，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡态；B选项中铜块在沸水中加热很长时间后，其温度、压强、体积也不再变化，是平衡态，故A、B正确；开空调5分钟内放映厅内气体的温度要变化，不是平衡态，故C错误；密闭绝热匀速运动的容器突然停止运动时，气体宏观的机械能要转化为容器内气体内能。容器内的气体的温度升高，压强变大，故其不是平衡态，故D错误。\n2．(多选)(2021·广东省梅县区校级月考)关于热平衡，下列说法不正确的是()A．热平衡就是平衡态B．标准状态下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡C．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值D．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡AB\n解析：一般来说，平衡态是针对某一系统而言的，描述系统状态的参量不只温度一个，还与体积压强有关；而根据热平衡的定义：如果热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡，因此热平衡是两个系统相互影响的最终结果，故A错误；标准状况下，冰水混合物与0℃的水的温度相同，则已达到热平衡，故B错误；\n根据热平衡的定义：如果热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡，故系统甲与系统乙达到热平衡，就是它们的温度达到相同的数值，故C正确；根据热平衡的定义，量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到温度相同，即热平衡状态，故D正确。\n3．(2021·湖北省部分重点高中高二下学期期中)下列说法中正确的有()A．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关B．温度升高了1℃就是升高了1KC．摄氏温度与热力学温度都可以取负值D．－33℃与240.15K表示不同的温度B\n解析：同一温度，在不同的温标下，数值不同，故A错误；热力学温度T与摄氏温度t的关系是T＝273.15＋t可知：摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，故B正确；热力学温度只能在零度以上，故C错误；D．热力学温度T与摄氏温度t的关系是T＝273.15＋t当t＝－33℃时，T＝240.15K，故D错误。\n4．(2021·山东省安丘一中高二月考)一个系统的温度由200K升高到300K，另一个系统的温度由200℃升高到300℃，则它们升高了________(选填“相同”或“不同”)温度，它们升高到的温度________(选填“相同”或“不同”)。相同不同