2.1温度与温标-2022-2023学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第三册）

选择性必修三学案 第二章 气体、固体和液体 第1节温度和温标 一、新课标要求 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。 二、科学素养要求 1.物理观念：知道状态参量、平衡态、热平衡、温度、热力学温度的概念及热平衡定律。 2.科学思维：理解平衡态及热平衡定律，掌握摄氏温标与热力学温标的关系，能进行相关的计算，培养学生分析、解决问题的能力。 3.科学探究：会使用常见的温度计，在使用过程中学会与他人合作交流，提高动脑、动手能力。 4.科学态度与责任：使用温度计时，应客观记录数据，坚持实事求是的科学态度，增强学习物理的热情。 三、教材研习 要点一、平衡态 在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量①能够达到稳定状态②。这种状态叫作平衡态。 要点二、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改变③。经过一段时间，各自的状态参量就不再变化了，这说明两个系统达到了平衡④。这种平衡叫作热平衡。 要点三、温度 热平衡定律表明，当两个系统、处于热平衡⑤时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们就把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度。 【自主思考】 ①只要温度不变，系统就一定处于平衡态，这种说法对吗？ ②处于平衡态的热力学系统达到稳定状态，系统内的分子一定处于静止或匀速直线运动状态吗？ ③用手心握住体温计的玻璃泡，体温计的示数逐渐上升，这是为什么？ ④处于平衡态的两个系统一定会处于热平衡，这种说法对吗？ ⑤把一温度计的玻璃泡放入的热水中时，会看到什么现象？经过一段时间后，二者是否达到热平衡状态？ 四、名师点睛 平衡态与热平衡的理解 （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。 五、互动探究· 探究点一、状态参量与平衡态 情境探究 1.在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的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？ 2.如图所示，将鸡蛋放入沸水中加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态吗？ 探究归纳 1.热力学系统的状态参量 （1）体积：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围； （2）压强：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质； （3）温度：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度。 2.平衡态的特点：系统处于平衡态时,系统的状态参量温度、压强、体积都不随时间变化。 3.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，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况，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变化。 （3）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作用的系统。因此，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。 探究应用 【典例】（多选)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，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 【解题感悟】 处理平衡态的问题要注意以下三点 （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，直到系统内各状态参量都不随时间变化为止。 （3）处于平衡态的系统与外界没有能量的交换。 【迁移应用】 1.（多选)两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法正确的是( ) A. 不能 B. 可能 C. 要看它们后来的温度是否相同 D. 取决于其他状态参量是否相同 2.下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是( ) A. 开空调内教室内的气体处于平衡态 B. 两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C. 的冰水混合物放入的环境中，冰水混合物处于平衡态 D. 压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 探究点二、热平衡与温度 情境探究 1.在一