第七章温度测量解析
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第七章第一节温度温度计教材分析:本课题选自北师大2019课标版八年级物理(全一册)第七章热现象第一节《温度温度计》。
教学课时为1课时。
在义务教育《物理课程标准(2019年版)》中对本课有如下要求:本节内容是热现象这个章知识结构的核心,本章的教学都是以“温度”和“温度计”为中心实行的。
就本节课来说,不但要理解温度的物理意义,还要会用日常生活中的常见温度计测量温度。
而在后面的学习中,物态变化和比热容都以温度的变化为基础,而且需要利用温度计来测量温度。
所以,本节知识即使预备性知识,也是学生应该具备的基本技能。
通过本节课的温度及温度计的学习,使学生感受到物理就在我们身边,生活中到处都是物理现象,引领学生从生活走向物理,从物理走向社会。
本着让学生自主学习、实现自主发展的目标,在本节课的学习过程中,设计了“自制温度计”、“利用温度计测量液体温度”等一些列活动,激活学生原有知识储备的同时,还能激发学生的学习兴趣和求知欲。
学情分析:虽然八年级学生思维活跃,求知欲强。
但考虑到城乡结合部学校学生学习水准的特殊性,同时根据学生在原有知识和经验基础上的知识构建和自我理解等原因,学生采取小组讨论、小组实验、小组合作展示、层层质疑及比较法的学习方法。
因为本学校是九年一贯制学校,了解学生在小学科学课上已经接触过温度计的制作。
所以,学生能够根据教师的引导以及自己通过学习“自制温度计”的实验理解温度计,知道温度计的制作原理。
利用小组合作实验“测量水的温度”和小组合作讨论如何测量体温的活动,使学生学会利用生活中常见温度计测量温度。
通过这样的学习,突破本节课的教学重点和教学难点。
教学准备:1、对本节课互助作业和课后拓展的相关知识及相对应答案实行整合,推送到的“云校家”平台,便于学生查阅和学习。
2、拍摄本班学生的照片,提前制作“感温水杯”,用于新课引入时。
提升学生的注意力,激发学生的学习兴趣。
3、查阅相关资料,利用“喀秋莎”录屏软件和“CrazyTalk”软件自制微课“温度的单位”,用于上课时观看。
第七章第四节温度和温标基础夯实一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)1.两个温度不同的物体彼此接触,达到热平衡后,它们具有相同的物理量是( C )A.质量B.密度C.温度D.重力解析:由热平衡的概念可知,C选项正确。
2.(浙江宁波2021年高二检测)下图是四种测液体温度的方式,其中正确的是( D )解析:用温度计测量液体温度时,温度计必需置于液体中,而且不能与器壁接触,只有D正确。
3.严冬,湖面上结了厚厚的冰,为了测出冰下水的温度,徐强同窗在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,用下列四种方式测水温,正确的做法是( C )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,水灌满瓶后掏出,再用温度计测瓶中水的温度C.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,当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,待较长时间后掏出当即读出示数解析:要测量冰下水的温度,必需使温度计与冰下的水达到热平衡时,再读出温度计的示数。
可隔着冰又无法直接读数,把温度计掏出来,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互换,测出的温度再也不是冰下水的温度了。
4.关于热力学温度和摄氏温度,下列说法错误的是( ACD )A.某物体摄氏温度为10℃,即热力学温度为10KB.热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃C.摄氏温度升高10℃,对应热力学温度升高283KD.热力学温度和摄氏温度的温标不同,二者表示的温度无法比较解析:热力学温度与摄氏温度的关系T=t+273.15K,所以选项A错误;对于T=t+273.15K,有许多同窗错误地以为可变形为ΔT=Δt+273.15K,而认为C选项正确,实际上ΔT=T2-T1=t2-t1=Δt,即用摄氏温度表示的温差等于用热力学温度表示的温差,所以选项B正确,选项C、D错误。
目录第七章应力、应变及温度监测 (166)第一节应变监测 (166)一、差动电阻式应变计 (166)二、弦式应变计 (167)三、应变计安装 (168)第二节接缝和位移监测 (173)一、差动电阻式测缝计(位移计) (173)二、弦式测缝计(位移计) (174)三、电位器式测缝计(位移计) (175)四、仪器安装 (176)第三节钢筋应力与钢板应力监测 (178)一、差动电阻式钢筋计 (178)二、振弦式钢筋计 (179)三、钢筋计安装 (180)第四节压力监测 (183)一、混凝土压应力计 (183)二、土压力计 (187)第五节锚索(锚杆)荷载监测 (195)一、仪器结构 (195)二、工作原理 (195)三、锚索测力计的安装埋设 (195)四、关于仪器的现场率定 (197)第六节温度监测 (198)一、电阻温度计 (198)二、电阻温度计的使用 (199)第七节仪器的验收、保管与电缆接长 (199)一、验收与保管 (199)二、电缆接长与电缆安装 (200)第八节数据读取 (201)一、人工测量 (201)二、自动测量 (201)第七章应力、应变及温度监测第一节应变监测为了解岩土工程和其他混凝土建筑物的应力分布情况,工程上一般通过安装埋设应变计用于监测建筑物的应变,再通过力学计算来求得应力分布,因而应变计是安全监测的重要手段之一。
从使用环境看,应变计使用相当广泛,即适用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部,也可以埋设在基岩、浆砌块石结构或模型试件内。
配合无应力计桶还可作为无应力计使用。
从工作原理上分,国内工程最常用的应变计有差动电阻式应变计和钢弦式应变计两种。
一、差动电阻式应变计1. 仪器结构差阻式系列应变计主要由电阻感应组件、外壳及引出电缆密封室三个主要部分构成,下图所示为250mm标距应变计的结构示意图。
图7-1 250mm标距差阻式应变计结构示意图图中电阻感应组件主要由两根专门的差动变化的电阻钢丝与相关的安装件组成。
第4节温度和温标1.平衡态:如果容器与外界没有能量交换,经过一段时间后,容器内各点的压强和温度都不再变化。
2.热平衡:两个相互接触的系统,经过一段时间以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平衡。
3.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。
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
4.摄氏温度t与热力学温度T的关系:T=t+273.15 K。
一、状态参量与平衡态1.热力学系统通常把由大量分子组成的研究对象称为热力学系统。
2.外界指系统之外与系统发生相互作用的其他物体的统称。
3.状态参量描述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.平衡态系统在没有外界影响的情况下,经过足够长的时间,各部分的状态参量达到稳定的状态。
二、热平衡与温度1.热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化。
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.热平衡的性质:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
4.温度:表征互为热平衡系统的共同热学性质的物理量。
三、温度计与温标1.常见温度计的测温原理名称测温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根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度度计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根据不同导体,因温差产生电动势的大小不同来测量温度计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,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:①摄氏温度:摄氏温标表示的温度,用符号t表示,单位摄氏度,符号为℃。
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。