第二章 第1节 温度和温标（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

第1节　温度和温标 课程内容要求 核心素养提炼 1．知道系统的状态参量及平衡态，了解热平衡的概念及热平衡定律． 2．理解温度的意义，掌握温度的定义，了解热力学温度的应用． 3．知道什么是温标，理解摄氏温度与热力学温度的转换关系．常见温度计的构造及使用方法． 1．物理观念：状态参量、平衡态温度、热力学温度． 2．科学思维：热平衡的条件，热力学温度与摄氏温度的区别和联系． 3．科学探究：温度计的原理． [对应学生用书P16] 1．热力学系统：由大量分子组成的研究对象． 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：在热学中，为确定系统的状态，需要用到的一些物理量，如体积、压强、温度等． 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，系统内各部分的状态参量达到稳定的状态． 1．热平衡 (1)概念：两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化． (2)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)性质：一切互为热平衡的系统都具有相同的温度． 2．温度 温度是决定一个系统是否达到热平衡的物理量；它表明系统的冷热程度． [判断] (1)两个系统处于热平衡，这两个系统的温度一定相同．(√) (2)两个处于热平衡的系统不能同时与第三个系统处于热平衡．(×) (3)两个处于平衡态的系统接触时一定处于热平衡．(×) 1．温标：定量描述温度的方法 (1)摄氏温标 规定一个标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃；把0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃. (2)热力学温标 现代科学中表示温度时常用热力学温标，规定摄氏温度的－273.15℃为零值，在表示温度差时它的一度等于摄氏温度的一度． (3)两种温度的换算 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，符号为 K 换算关系 T＝t＋273.15_K 2.温度计 (1)确定一个温标时首先要选择一种测温的物质，根据这种物质的某个特性来制造温度计． (2)常见的温度计有水银温度计、金属电阻温度计等． [判断] (1)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的．(×) (2)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K．(√) (3)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K．(√) [对应学生用书P17] 探究点一　平衡态与热平衡 如图所示，图像表达了两个系统达到热平衡的过程，根据图像分析A、B两个系统达到热平衡的条件是什么？ 提示　达到热平衡时，A、B两个系统具有相同的温度． 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)平衡态是一种理想状态，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的． 2．对热平衡的理解 两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化．因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过相互作用的系统．因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的． 3．平衡态与热平衡的区别 (1)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． (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． 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有(　　) 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的压强一定相等 [思路点拨]　解答本题应注意以下两点： (1)一个系统的温度、压强、体积等都不变化时，才是处于平衡状态． (2)若两个系统的温度相等，则两个系统已达到热平衡． B　[一般来说，描述系统的状态参量不只是一个，根据平衡态的定义知，所有性质都不随时间变化时系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，但体积、压强等其他参量不一定相等，故B正确、D错误；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，C错误．] [题后总结]　　解答平衡态问题的三个要点 (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． [训练1]　严冬湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动．为了测出