新教材适用2023_2024学年高中物理第2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

这是一份新教材适用2023_2024学年高中物理第2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，共49页。
第二章　气体、固体和液体1．温度和温标目标体系构建 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。 1．通过力学中描述质点的状态参量，理解热学中的状态参量，知道平衡态、热平衡。2．知道温度的表示方法，通过对比理解热力学温标和摄氏温标，能够将摄氏温标转换为热力学温标。3．观察实验室中的常用温度计，知道它们的构造并会使用。课前预习反馈 1．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。系统体积压强状态参量稳定『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。( 　　)(3)平衡态是一种理想情况。( 　　)×√√1．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 ℃。改变热平衡热平衡温度0 ℃100 ℃100(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，_________温度。(3)摄氏温度与热力学温度：注意：变化1 ℃与变化1 K是相等的。热力学t摄氏度T开尔文t＋273.15 K4．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。温度『判一判』(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。( 　　)√×√『选一选』如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的( 　　)A．温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的C．温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态D．温度、压强会变得一样，但体积仍可变化A解析： 如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化，温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态。故A正确，B、C、D错误。『想一想』(1)“平衡态”就是“热平衡”吗？(2)在寒冷的冬天，用手触摸放在室外的铁块和木块时，明显感觉到铁块较凉，所以铁块比木块温度低。你认为这种说法对吗？提示：(1)“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平衡”指的是两个系统之间的关系，二者的本质不同。(2)不对。由于铁块和木块与周围环境达到热平衡，所以它们的温度是一样的。之所以感觉铁块更凉，是因为在触摸铁块和木块时，在相同时间内，人体传给铁块的热量更多。1．温度计热胀冷缩电阻压强温差『选一选』(多选)下列有关温度的说法正确的是( 　　 )A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．用摄氏温标和热力学温标表示温度的变化时，两者的数值相等C．物体温度升高 1 K，也就是升高1 ℃，所以1 K就是1 ℃D．当温度变化1 ℃时，也可以说成温度变化274 KAB解析： 温标是用来定量描述温度的，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，用这两种温标表示同一温度时，数值不同，但在表示同一温度变化时，数值是相同的，选项A、B正确，D错误；若物体的温度升高1 K，也可以说物体的温度升高1 ℃，但不能说1 K就是1 ℃，选项C错误。『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。课内互动探究探究平衡态与热平衡的比较要|点|提|炼1.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。(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。2．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。(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。典|例|剖|析 　(2023·陕西榆林绥德中学段考)关于热平衡，下列说法错误的是( 　　)A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B．如果两个系统分别同时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．温度是反映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A解析： 温度是反映两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，但不能说它们具有相同的热量，A错误，C正确；根据热平衡定律知，当两个系统分别同时和第三个系统达到热平衡时，这两个系统必定处于热平衡，这是温度计的测温原理，B、D正确。故本题应选A。 (多选)下列关于平衡态与热平衡的说法正确的是( 　　 )A．两个系统在接触传热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．处于热平衡的几个系统的温度可以不相等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AC解析： 只要两个系统在接触传热时它们的状态不发生变化，这两个系统原来就处于热平衡，而温度是反映两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，故A、C正确，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。探究温度计与温标要|点|提|炼1.“温度”含义的两种说法2.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。(3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标(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。典|例|剖|析　　　　　(多选)下列关于热力学温度的说法中，正确的是( 　　 )A．－136 ℃比136 K温度高B．0 ℃等于273.15 KC．1 ℃就是1 KD．升高1 ℃就是升高273.15 K解题指导：熟练应用T＝t＋273.15 K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1 K相当，即ΔT＝Δt。AB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＋273.15 K可知－136 ℃＝137.15 K，0 ℃等于273.15 K，A、B正确；由ΔT＝Δt判断C、D错误。　　　　　　　　　(多选)下列关于热力学温标的说法中正确的是( 　　　 )A．热力学温标是一种更为科学的温标B．热力学温标的0 K等于－273.15 ℃，叫绝对零度C．气体温度趋近于绝对零度时其体积为零D．在绝对零度附近气体已液化或凝固解析： 热力学温标在科学计算中使热力学方程更简单、更科学，故A正确；绝对零度是热力学温标的最低温度，等于－273.15 ℃，B正确；气体趋近于绝对零度时，已液化或凝固，但有体积，C错误，D正确。故正确选项为ABD。ABD核心素养提升不能正确区分平衡态与热平衡而致错　　　　　(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开，假设只有在它们相互接触时才有热传递，不接触时与外界没有热传递，则( 　　 )A．甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态B．只有乙、丙达到了平衡态，甲没达到平衡态C．甲、乙、丙三物体达到了热平衡D．乙、丙两物体达到了热平衡AD解析： 一个系统，只要它的状态参量不随时间变化，或者和外界没有能量交换，系统体积不变，系统内各点温度、压强一样，我们就说这个系统达到了平衡态。两个系统接触一段时间后，两个系统的状态参量不再变化，我们就说这两个系统达到了热平衡。乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，它们中各处的宏观性质将不随时间而变化且具有确定的状态，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，选项A正确，B错误；甲和乙接触一段时间分开后，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙、丙两物体达到了热平衡，选项C错误，D正确。误区警示：1.平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言的，热平衡是对两个接触的系统而言的。2．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，直到二者温度相同时，两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。课堂达标检测一、状态参量与平衡态1．(多选)下列说法正确的有( 　　 )A．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变B．当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会达到稳定C．只有处于平衡态的系统才有状态参量D．两个物体间发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态BD解析： 由于描述系统的各种性质需要不同的物理量，只要其中某个量变化，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，A错误；当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，B正确；处于非平衡态的系统也有状态参量，只是状态参量随时间变化，C错误；两个物体间发生热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差，故系统处于非平衡态，D正确。二、热平衡与温度2．(2023·宁夏固原高二期中)下列有关热平衡的说法，正确的是( 　　)A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究两个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别C解析： 处于热平衡状态的两个系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，热平衡状态可能被破坏，故A错误；热平衡定律可以研究三个系统，对三个以上的系统也适用，故B错误；如果两个系统彼此接触而状态参量不再变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态，故C正确；两个系统处于热平衡时，它们的温度一定相同，温度相同是达到热平衡的标志，故D错误。3．(多选)达到热平衡的两个物体，其( 　　 )A．冷热程度相同 B．体积相同C．温度相同 D．热量相同解析： 达到热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，宏观上的温度可以表述为物体的冷热程度，故A、C正确；达到热平衡的两个系统，温度相同，其他状态参量不一定相同，故B错误；热量是用来表示系统之间发生热传递的能量，不能说物体具有热量，故D错误。AC三、温度计和温标4．(2022·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1 KC．摄氏温度与热力学温度都可以取负值D．－33 ℃与240.15 K表示不同的温度B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 K＋t可知：摄氏温度变化1 ℃，热力学温度变化1 K，故B正确；热力学温度只能在零度以上，故C错误；热力学温度T与摄氏温度t的关系是T＝273.15 K＋t当t＝－33 ℃时，T＝240.15 K，故D错误。5．(多选)两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 K，另一个系统的温度升高了5 ℃，下列说法正确的是( 　　 )A．两个系统不再是热平衡状态了B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化D．两个系统的状态都没有发生变化解析： 由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态，A错误，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，C正确，D错误。BC