高中物理 第七章 分子动理论 课时4 温度和温标学案 新人教版选修3-3
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第 4 节温度和温标1.均衡态:假如容器与外界没有能量互换,经过一段时间后,容器内各点的压强和温度都不再变化。
2.热均衡:两个互相接触的系统,经过一段时间此后状态参量不再发生变化,这说明两个系统对传热来说已经达到了均衡。
3.热均衡定律:假如两个系统分别与第三个系统达到热均衡,那么这两个系统相互之间也必然处于热平衡。
全部达到热均衡的系统都拥有同样的温度。
4.摄氏温度 t 与热力学温度T 的关系:T= t+ 273.15 K。
一、状态参量与均衡态1.热力学系统往常把由大批分子构成的研究对象称为热力学系统。
2.外界指系统以外与系统发生互相作用的其余物体的统称。
3.状态参量描绘系统热学性质的物理量,常用的物理量有几何参量体积V 、力学参量压强p、热学参量温度T。
4.均衡态系统在没有外界影响的状况下,经过足够长的时间,各部分的状态参量达到稳固的状态。
二、热均衡与温度1.热均衡:两个互相接触的热力学系统的状态参量不再变化。
2.热均衡定律:假如两个系统分别与第三个系统达到热均衡,那么这两个系统相互之间也必然处于热均衡。
3.热均衡的性质:全部达到热均衡的系统都拥有同样的温度。
4.温度:表征互为热均衡系统的共同热学性质的物理量。
三、温度计与温标1.常有温度计的测温原理名称测温原理水银温度计依据水银的热膨胀的性质来丈量温度金属电阻温依据金属铂的电阻随温度的变化来丈量温度度计气体温度计依据气体压强随温度的变化来丈量温度热电偶温度依据不一样导体,因温差产生电动势的大小不一样来丈量温度计2.温标(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0_℃,水的沸点为100_℃。
在 0 ℃和 100 ℃之间均匀分红100 等份,每份当作 1 ℃。
(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,规定摄氏温度的-273.15_℃为零值,它的一度等于摄氏温度的一度。
(3) 摄氏温度与热力学温度:为①摄氏温度:摄氏温标表示的温度,用符号②热力学温度:热力学温标表示的温度,用符号K 。
2019-2020年高中物理 7.4《温度和温标》教案新人教版选修3-3目标导航(1)知道什么是状态参量,什么是平衡态。
(2)知道什么是热平衡,什么是热平衡定律。
(3)知道温度的表示方法。
(4)知道常见温度计的构造,会使用常见的温度计。
(5)理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。
诱思导学1.平衡态和状态参量在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。
(1)状态参量用来描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化,这种情况下就说系统达到了平衡态。
2.热平衡与温度(1)温度温度是表示物体冷热程度的物理量,反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。
(2)热平衡一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
3.温度计与温标(1)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规律来制成的。
另外,还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。
(2)温标温度的数值表示法叫做温标。
用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度;在国际单位制中,常采用热力学温标表示的温度,叫热力学温度。
热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为:T=t+273。
15 (K)说明:①两种温度数值不同,但改变1 K和1℃的温度差相同。
②0K是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到。
典例探究例1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:这样做的目的都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,当液体膨胀收缩时,膨胀或收缩不大的体积,在细管中的液面就有较大的变化,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,更便于读数。
7.4 温度和温标[学习目标定位] 1。
知道平衡态及系统的状态参量。
2.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系。
3。
了解温度计的原理,知道热力学温度与摄氏温度的换算关系.1.一般物体都是在温度升高的时候膨胀,在温度降低的时候收缩,即热胀冷缩.2.温度是表示物体冷热程度的物理量,是物体内部大量分子做无规则运动剧烈程度的标志.一、状态参量与平衡态1.热力学系统:通常把由大量分子组成的一个研究对象称为热力学系统.2.状态参量:描述系统热学性质的物理量,常用物理量有几何参量体积、力学参量压强、热学参量温度.3.平衡态:没有外界影响的情况下,系统所有性质都不随时间变化的稳定的状态.二、热平衡与温度1.热平衡: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.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,这个结论称为热平衡定律.3.热平衡的性质:一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度.4.温度:表征为热平衡系统的共同热学性质的物理量.三、温标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0 °C,水的沸点为100_°C。
在0 °C和100 °C之间均匀分成100等份,每份算做1 °C.2.热力学温标现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫绝对温标.3.摄氏温度与热力学温度的关系T=t+273。
15_K。
一、状态参量与平衡态[问题设计]在力学中,为了确定物体的运动状态,我们使用了物体的坐标和速度这两个物理量.如果我们要研究一箱气体的热学性质,需要哪些物理量呢?答案体积、压强和温度.[要点提炼]1.热力学系统的状态参量(1)体积V:系统的几何参量,它可以确定系统的空间范围.(2)压强p:系统的力学参量,它可以描述系统的力学性质.(3)温度T:系统的热学参量,它可以确定系统的冷热程度.2.对平衡态的理解(1)系统各部分的参量并不相同,而且可能正在变化,然而在没有外界影响的情况下,只要经过足够长的时间,系统内的各部分的状态参量会达到稳定,即达到平衡态.(2)把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中,如果容器与外界没有能量交换,经过一段时间后,容器内各点的压强、温度就会变得一样,即达到平衡态.[延伸思考]处于平衡态的系统,其内部分子是否停止了运动?答案不是.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.二、热平衡与温度[问题设计]用手心握住体温计热敏部分,观察到体温计的示数逐渐上升.当上升到36 °C左右时,为什么不再上升?当把它立即放入40 °C的水中时,你又看到什么现象?答案体温计与人体温度相同时,不再上升;又会上升.[要点提炼]1.理解热平衡的两个层面(1)原来两个系统不是热平衡,接触后最终达到热平衡.(2)原来两个系统处于热平衡,再接触,两个系统它们的状态不发生变化.2.热平衡与温度(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度.(2)温度计的测温原理若物体与A处于热平衡,它同时也与B达到热平衡,则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理.三、温度计与温标[问题设计]图1如图1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?答案由热胀冷缩可知,当外界温度越高时,气体膨胀越厉害,则细管内的水柱越低.[要点提炼]1.几种温度计的测量原理(1)水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质来测量温度的.(2)金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的.(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)热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的.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.热力学温度T与摄氏温度t的关系(1)公式:T=t+273。
4温度和温标1.平衡态和状态参量在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。
(1)状态参量用来描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量。
反映了系统的特征、性质。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化,这种情况下就说系统达到了平衡态。
(3)非平衡态系统宏观性质随时间变化而变化,这种情况下就说系统处于非平衡态。
谈重点平衡态①系统各部分的参量并不相同,而且可能正在变化,然而在没有外界影响的情况下,只要经过足够长的时间,系统内的各部分的状态参量会达到稳定,即达到平衡态。
②把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中,如果容器和外界没有能量的交换,经过一段时间后,容器内各点的温度、压强就会变得一样,即达到平衡态。
【例1】表示系统存在状态的各物理量中温度不断发生变化就说系统处于平衡态,对吗?解析:描述系统存在的任何一状态参量发生变化,系统都处于非平衡态,温度是描述系统存在的其中一个物理量,温度发生变化,说明系统不处于平衡态,所以这种说法不对。
描述系统状态的热学参量有多个,其中任何一个发生变化,系统就不处于平衡态。
答案:见解析释疑点热学、力学中的平衡描述系统状态的热学参量有多个,其中一个发生变化,系统就不再处于平衡态。
热学平衡与力学中的受力平衡是不同的概念,力学中的受力平衡研究对象是物体,特点是合力为零;热学中的平衡是系统的一种状态。
2.热平衡与温度(1)热平衡两个系统相互接触,它们间没有隔热材料,或通过导热性能好的材料接触,这两个系统的状态参量不再变化时,此时的状态叫做热平衡状态,我们说这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)对温度的理解①温度的宏观解释温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
通常情况下,冷的物体我们说它的温度低,热的物体我们说它的温度高。
温度和热平衡状态有着密切的关系,各自处于热平衡状态的两个系统,相互接触时,它们之间发生了热量的传递。
4 温度和温标 - 人教版选修3-3教案一、教学内容本节课主要内容为温度和温标的基本概念、质点的温度和温度计的原理。
二、教学目标1.了解温度和温标的概念。
2.理解质点的温度概念。
3.了解温度计的构造原理及使用方法。
三、教学重点和难点1.温度和温标的概念。
2.质点的温度概念。
四、教学方法和学时分配本节课采用讲授和实验相结合的教学方法,共计2课时。
五、教学内容及过程1. 温度和温标的概念•温度:物体内部分子的热运动活动程度的度量。
•温标:温度度量的标准。
讲师首先给出以上两个概念的定义,并与学生进行互动,让学生自己想想一个例子来解释这两个概念。
例如:我们经常会说一个人的体温高或低,而我们如何知道这个体温究竟高还是低?这就需要用到温度和温标这两个概念。
接着,讲师介绍不同温度单位的温标,如摄氏度、华氏度、开氏度等,并讲解它们各自的特点。
2. 质点的温度概念温度不仅可以用来度量物体的热量,也可以用来度量质点的热运动程度。
讲师通过实验展示了一个玻璃球从高处落下的过程,并说明在自由落体过程中,因为重力势能转化为了动能,所以玻璃球在落下的过程中速度越来越快。
接着,讲师介绍热运动的概念,即分子随机热运动的过程。
在分子随机热运动的过程中,分子的速度也会越来越快。
因此,我们可以将分子的热运动程度理解为分子的温度。
3. 温度计的构造原理及使用方法讲师介绍温度计的基本构造原理:利用物质体积随温度变化的规律来测定温度的一种仪器。
其中最常见的温度计包括水银温度计、酒精温度计等。
接着,讲师介绍温度计的使用方法,并展示温度计在实验室中的运用。
六、教学反思本节课主要内容涉及温度和温标、质点的温度概念和温度计的构造原理及使用方法。
通过讲述和实验的方式,让学生更好地理解温度和温标的概念,以及质点的温度概念。
通过实验展示和讲解温度计的构造原理及使用方法,让学生更加深入地理解温度计的原理,并且能够在实验中熟练地使用温度计。
同时,在教学的过程中,讲师还注意到加强与学生的互动,引导学生通过实例和生活经验来更好地理解温度和温标的概念。
替米沙坦对原发性高血压的降压作用及肾功能的影响【摘要】目的探讨替米沙坦对原发性高血压患者降压作用及肾功能的影响。
方式48例原发性高血压患者给予替米沙坦80mg/d,短时间12周观察动脉血压、24h尿蛋白、肾功能的转变。
结果与医治前相较,动脉血压和24h尿蛋白明显降低,有统计学意义;肾功能维持稳定,无统计学不同。
结论替米沙坦对原发性高血压患者有明显的降压作用,并能减少尿蛋白的排泄,对肾功能有必然的保护作用。
【关键词】原发性高血压;替米沙坦肾脏损害是原发性高血压的严重并发症之一,最近几年有研究报导,28%的终末期肾病与高血压有关,因此,对高血压肾脏损害的干与,是延缓肾功能损害的关键[1]。
咱们对原发性高血压患者应用血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)受体拮抗剂替米沙坦医治,以观察其对原发性高血压患者的降压作用及对肾功能的保护作用。
1 对象及方式病例选择选择我院2008年住院原发性高血压患者48例,所有患者均符合《中国高血压防治指南》中的高血压诊断标准,均属1~2级高血压,除外继发性高血压,无肝肾疾病。
其中男30例,女18例,平均年龄(68±岁,平均病程±年。
标本的搜集和检测尿标本:别离于医治前及医治后12周,搜集受试者24h尿液,混匀,记量,留取8ml,检测24h尿蛋白。
血标本:别离于医治前及医治后12周,取空肚静脉血2ml 别离测定血清尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)。
动脉血压测定测平卧位右上肢肱动脉血压2~3次。
医治方案应用替米沙坦80mg,1次/d,共医治12周。
要求患者低盐饮食,未限制蛋白摄入量。
观察指标别离于医治前及医治后12周,观察24h尿蛋白定量、BUN、Cr及动脉血压。
统计学处置采用统计软件包进行数据分析。
各检测数据采用均数±标准差(±s)表示,各组间均数的不同显著性查验用t查验。
2 结果替米沙坦医治前后尿蛋白、肾功能及动脉血压转变见表1。
从表1可见,医治12周后原发性高血压患者24h尿蛋白及收缩压、舒张压较医治前明显降低(P<。
温度和温标目标导航(1)知道什么是状态参量,什么是平衡态。
(2)知道什么是热平衡,什么是热平衡定律。
(3)知道温度的表示方法。
(4)知道常见温度计的构造,会使用常见的温度计。
(5)理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。
诱思导学1.平衡态和状态参量在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。
(1)状态参量用来描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化,这种情况下就说系统达到了平衡态。
2.热平衡与温度(1)温度温度是表示物体冷热程度的物理量,反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。
(2)热平衡一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
3.温度计与温标(1)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规律来制成的。
另外,还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。
(2)温标温度的数值表示法叫做温标。
用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度;在国际单位制中,常采用热力学温标表示的温度,叫热力学温度。
热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为:T=t+273。
15 (K)说明:①两种温度数值不同,但改变1 K和1℃的温度差相同。
②0K是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到。
典例探究例1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:这样做的目的都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,当液体膨胀收缩时,膨胀或收缩不大的体积,在细管中的液面就有较大的变化,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,更便于读数。
课后问题与练习点击1.略2.略3.解析:物理量X与热力学温度T成正比,即:X= C·T (C为常量),又因为T =t+273.15 K,所以X=C·(t +273.15),因此,t=X/C-273.15(℃)4.电流表上代表t1、t2的两点,t1应该标在电流比较大的温度上。
第四节温度和温标课堂探讨探讨一平衡态与热平衡问题导引1.表示系统存在状态的各物理量中只要温度不发生转变就说系统处于平衡态,对吗?为何?提示:不对。
描述系统存在状态的任一状态参量发生转变,系统都处于非平衡态,温度仅仅是描述系统存在状态的一个物理量,温度不发生转变,可是描述系统状态的其他物理量(如压强、体积等)有可能转变,所以这种说法不对。
2.决定一个系统与另一个系统是不是达到热平衡状态的物理量是什么?它有什么特征?提示:是温度。
它的特征是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”。
名师精讲1.对平衡态的理解(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断地做无规则运动,只是分子运动的平均效果不随时刻转变,表现为系统的宏观性质不随时刻转变,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状态。
(2)平衡态是一种理想情形,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,仍可能发生偏离平衡态的微小转变。
(3)两个系统达到热平衡后再把它们分开,若是分开后它们都不受外界影响,再把它们从头接触,它们的状态不会发生新的转变。
因此,热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统。
因此能够说,只要两个系统在接触时它们的状态不发生转变,咱们就说这两个系统原来是处于热平衡的。
2.对热平衡的理解(1)彼此接触的两个系统,各自的状态参量将会彼此影响而别离改变,最后,两个系统的状态参量将再也不转变,咱们就说两系统达到了热平衡。
(2)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度,所以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温度。
(3)若是两个系统别离与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也一定处于热平衡。
3.平衡态与热平衡概念的区别(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)别离处于平衡态的两个系统在彼此接触时,它们的状态可能会发生转变,直到温度相同时,两系统便达到了热平衡。
第4节温度和温标1.知道什么是状态参量,什么是平衡态.2.了解热平衡的概念及热平衡定律.3.知道温度与温标的定义,理解温度意义以及热力学温度的表示,理解摄氏温度与热力学温度的关系.一、状态参量与平衡态1.热力学系统和外界(1)热力学系统:在热学中,把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做热力学系统,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为外界.2.状态参量:描述系统热学性质的物理量,在热学中常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等.3.平衡态:在没有外界影响的情况下,系统所有性质都不随时间而变化的稳定状态.1.一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不再随时间变化,这种状态是否为平衡态?提示:这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响.二、热平衡与温度1.热平衡: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,即这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:处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”,即温度.这就是温度计能够用来测量和比较温度高低的基本原理.4.热平衡的性质:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.2.“平衡态”就是“热平衡”吗?提示:不是.“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.三、温度计与温标1.温度计名称原理水银温度计根据水银的热膨胀的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度2.温标:定量描述温度的方法.(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0__℃,水的沸点为100__℃.在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份,每份算作1 ℃.(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫“绝对温标”.(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t表示,单位是摄氏度,符号为℃热力学温度热力学温标表示的温度,用符号T表示,单位是开尔文(开),符号为K 换算关系T=t+273.15 K(1)27 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为300 K.( )(2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的.( )(3)温度升高20 ℃也就是升高了20 K.( )(4)热力学温度是国际单位制中基本物理量之一.( )提示:(1)√(2)×(3)√(4)√平衡态与热平衡的比较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.2.热平衡的理解(1)平衡态与热平衡的区别: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.3.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.(多选)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是( )A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统都处于平衡态[审题突破] (1)一个系统的温度、压强、体积都不再变化,该系统处于何种状态?(2)若两个系统的什么相等,则两个系统已达到热平衡?[解析] 一般来说,描述系统的状态参量不止一个,仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论,选项A错误;根据热平衡的定义可知B、D是正确的;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见选项C错误.[答案] BD解答热平衡问题的三个要点(1)平衡态与热平衡不同,平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡.(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有性质都不随时间变化为止.(3)系统与外界没有能量的交换.1.(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体,将甲和乙接触较长一段时间后分开.再将乙和丙接触较长一段时间后分开,假设只有在它们相互接触时有热传递,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.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡D.乙、丙两物体一定达到了热平衡解析:选AD.乙和丙分开后,甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递,它们中各自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,A选项正确,B选项错误;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,故C 选项错误,D选项正确.对温度和温标的理解1.“温度”含义的两种说法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)比较摄氏温标和热力学温标.摄氏温标热力学温标提出者摄尔修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t T单位名称摄氏度开尔文单位符号℃K关系①T=t+273.15 K,粗略表示:T=t+273 K②1 K的大小与1 ℃的大小相等(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.用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等C.1 K就是1 ℃D.当温度变化1 ℃时,也可以说成温度变化274 K[解题探究] (1)热力学温度与摄氏温度的关系式为________________.(2)1 ℃与1 K意义相同吗?[解析] 温标是用来定量描述温度的方法,常用的温标有摄氏温标和热力学温标,A项正确;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,B项正确;摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的,D错误;在数值上T=1 ℃+273 K =274 K,1 ℃对应274 K,C错误.[答案] AB热力学温度与摄氏温度关系的理解(1)T=t+273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础.(2)摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的,即ΔT=Δt,而不是ΔT=Δt +273.15 K.(3)绝对零度是低温的极限,只能接近,永远达不到,故热力学温度不能出现负值,但摄氏温度可以出现负值.2.关于热力学温标和摄氏温标,下列说法正确的是( )A.热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃C.热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 ℃D.某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度10 K解析:选A.热力学温标和摄氏温标的起点是不同的,但是热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等,故热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃;选项A正确,B、C 错误;某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度(273+10 )K=283 K,选项D错误.。
学案4 温度和温标[目标定位] 1.知道平衡态及系统的状态参量.2.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的原理,知道热力学温度与摄氏温度的换算关系.一、状态参量与平衡态[问题设计]在力学中,为了确定物体机械运动的状态,我们使用了位移和速度这两个物理量.在热学中如果我们要研究一箱气体的状态,需要哪些物理量呢?答案体积、压强和温度.[要点提炼]1.热力学系统:由大量分子组成的一个研究对象.2.热力学系统的状态参量(1)体积V:系统的几何参量,它可以确定系统的空间范围.(2)压强p:系统的力学参量,它可以描述系统的力学性质.(3)温度T:系统的热学参量,它可以确定系统的冷热程度.3.对平衡态的理解(1)在没有外界影响的情况下,系统内的各部分的状态参量达到稳定,即达到平衡态.(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.[延伸思考] 处于平衡态的系统,其内部分子是否停止了运动?答案不是.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.二、热平衡与温度[问题设计]用手心握住体温计玻璃泡,观察到体温计的示数逐渐上升.当上升到36 °C左右时,为什么不再上升?当把它立即放入40 °C的水中时,你又看到什么现象?答案体温计与人体温度相同时,不再上升;又会上升.[要点提炼]1.热平衡: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.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,这个结论称为热平衡定律.3.理解热平衡的两个层面(1)原来两个系统不是热平衡,接触后最终达到热平衡.(2)原来两个系统处于热平衡,再接触,两个系统它们的状态不发生变化.4.热平衡与温度(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度.(2)温度计的测温原理若物体与A处于热平衡,它同时也与B处于热平衡,则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理.三、温度计与温标[问题设计]如图1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?图1答案由热胀冷缩可知,当外界温度越高时,气体膨胀越厉害,则细管内的水柱越低. [要点提炼]1.几种温度计的测量原理(1)水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质来测量温度的.(2)金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的.(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)热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势的大小来测量温度的.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.热力学温度T与摄氏温度t(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0 ℃,水的沸点为100 ℃,在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份,每份算做1 ℃.(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫绝对温标.热力学温标表示的温度叫热力学温度.用符号T表示,单位是开尔文,符号为K.(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T=t+273.15 K.(4)注意:摄氏温标的1 ℃的分格与热力学温标1 K的分格是等价的,故用热力学温标表示的温度和摄氏温标表示的温度,虽然起点不同,但表示温度的温度差是相同的,即ΔT=Δt. [延伸思考] “1 K=1 ℃”对吗?答案在表示温度差时“1 K=1 ℃”是正确的,即ΔT=Δt.但在表示温度高低时却不正确.一、状态参量与平衡态例1下列说法中正确的是( )A.状态参量是描述系统状态的物理量,系统处于非平衡状态时各部分的参量不发生变化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相同C.只有处于平衡状态的系统才有状态参量D.两物体发生热传递时,它们组成的系统处于平衡状态解析处于非平衡状态的系统也有状态参量,而且参量会发生变化.经过足够长的时间,系统若不受外界影响就会达到平衡状态,各部分状态参量将会相同,故B项正确,A、C项错误;处于热传递过程中的两系统处于非平衡状态,故D项错误.答案 B二、热平衡与温度例2关于热平衡,下列说法正确的是( )A.系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的状态B.标准状况下,冰水混合物与0 °C的水未达到热平衡C.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D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态解析两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同,或者说它们的冷热程度相同,所以A、C、D对,B错.答案ACD三、温度计与温标例3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 °C,在热力学温标中温度升高276.15 KD.热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等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 °C,也就是热力学温度升高了3 K,故选项C错. 答案 D针对训练(1)水的沸点是℃= K.(2)绝对零度是℃= K.(3)某人体温是36.5℃,也可以说体温为 K,此人体温升高1.5℃,也可以说体温升高 K.答案(1)100 373 (2)-273.15 0 (3)309.5 1.51.(状态参量与平衡态)下列状态中处于平衡态的是( )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 °C环境中C.突然被压缩的气体D.开空调2分钟内教室中的气体答案AB解析系统处于平衡态时,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 °C环境中,其温度、压强、体积都不再变化,是平衡态,故A、B对;突然被压缩的气体温度升高,压强变大,故其不是平衡态,C错;开空调2分钟内教室中的气体温度、体积均要变化,故其不是平衡态,D错.2.(热平衡与温度)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答案BCD解析处于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;由热平衡定律可知,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两项也正确.故正确答案为B、C、D.3.(温度计与温标)严冬,湖面上结了厚厚的冰,但冰下鱼儿仍在游动.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.取一空的塑料饮水瓶,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,立即读出温度计的示数C.若温度计显示的示数为摄氏温度4℃,即热力学温度4 KD.若温度计显示的示数为摄氏温度4℃,即热力学温度277.15 K答案BD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状态下的温度,所以选项A错误,B正确.T=t+273.15 K=277.15 K,选项C错误,D正确.4.(温度计与温标)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.用两种温标表示同一温度的变化时,两者的数值相等C.1 K就是1 ℃D.当温度变化1 ℃时,也可以说成温度变化273 K答案AB解析温标是用来定量描述温度的方法,常用的温标有摄氏温标和热力学温标,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.若物体的温度升高1 K,也可以说物体的温度升高1 ℃,但在表示物体的温度时,物体的温度为1 K,而不能说成物体的温度为1 ℃.题组一对状态参量与平衡态的理解1.热力学系统的平衡态是一种( )A.定态平衡B.动态平衡C.分子已经不动D.分子仍做无规则运动答案BD解析热力学系统的平衡是大量分子的平均效果,是动态平衡.2.在热学中,要描述一定气体的宏观状态,需要确定下列哪些物理量( )A.每个气体分子的运动速率B.压强C.体积D.温度答案BCD解析描述系统的宏观状态,其参量是宏观量,每个气体分子的运动速率是微观量,不是气体的宏观状态参量.气体的压强、体积和温度分别是从力学、几何学、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述,是确定气体宏观状态的三个状态参量.故正确答案为B、C、D.题组二对热平衡与温度概念的理解3.甲、乙两物体接触时,甲向乙传递热量的原因是( )A.甲的质量比乙大B.甲的比热容比乙大C.甲的热量比乙多D.甲的温度比乙高答案 D解析热传递发生的原因是两物体的温度不同,本质是热量从高温物体传到低温物体,故D 项正确.4.两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 ℃,则下列说法正确的是( )A.两个系统不再是热平衡状态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答案BC解析由于两个系统原来处于热平衡状态,温度相同,当分别升高5 ℃和5 K后,温度仍相同,两个系统仍为热平衡状态,故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,故C正确,D错误.题组三温度计的使用和两种温标的关系5.关于热力学温度和摄氏温度,以下说法正确的是( )A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B.温度升高了1 ℃就是升高了1 KC.某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度10 KD.0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K答案ABD6.伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计,如图1所示,一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出温度的变化,则( )图1A.该温度计的测温物质是槽中的液体B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的答案CD解析细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中封闭的空气,该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的,故A、B错,C、D正确.7.下列关于热力学温度的说法中,不正确...的是( )A.热力学温度的零度是-273.15 ℃B.热力学温度的每一度的大小和摄氏温度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1 K答案 D解析由T=t+273.15 K可知选项A、B说法正确;绝对零度只能无限接近,不能达到,C 项说法正确;表示变化量时,改变1 ℃就是改变1 K,但是表示温度时,1 ℃与1 K不同,D项说法错误,故选D.8.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,然后如图2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,你认为小宁找得对的是( )图2A.不应倒入另一烧杯中,这会使温度降低B.水倒得太少,温度计的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答案ABC解析题中将少量水倒入另一烧杯测量,有两处错误:其一,少量水没能浸没温度计的玻璃泡,达到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新的热平衡,温度已改变,再用温度计测量时,测出的是这个新的热平衡状态的温度,而不是待测水的温度.题中C选项读数时的错误小宁找得对,但是小宁在D选项中要把温度计取出来读数就不对了.当把温度计取出来时,在空气中温度计与空气间存在温度差,有热传递,会破坏原来的热平衡,示数会变化.9.摄氏温标:在1954年以前,标准温度的间隔是用两个定点确定的.它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点).摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的.如图3所示,把冰点定为0 ℃,汽化点定为100 ℃,因此在这两个固定点之间共为100 ℃,即一百等份,每等份代表1度,用1 ℃表示,用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度.摄氏温标用度作单位,常用t表示.热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立,把-273.15 ℃作为零度的温标,叫做热力学温标(或绝对温标).热力学温标的单位用K表示,常用T表示.试回答:图3(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为: .(2)如果可以粗略地取-273 ℃为绝对零度.在一标准大气压下,冰的熔点为℃,即为 K,水的沸点是℃,即 K.(3)如果物体的温度升高1 ℃,那么,物体的温度将升高 K.答案(1)T=t+273.15 K(2)0 273 100 373 (3)1解析(1)摄氏温标冰点温度为0 ℃,汽化点温度为100 ℃,且用t表示;而热力学温标是把-273.15 ℃作为零开尔文的,用T表示,所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T=t +273.15 K.10.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?为什么?答案见解析解析不对.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.。