第二章 1 1.温度和温标-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

1．温度和温标 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.对平衡态的理解 2.热平衡定律与温度 3.温度计和温标 1.通过推理论证摄氏温标和热力学温标的关系，以水银温度计为例分析概括温标的要素；通过理想实验分析推理热平衡定律等活动，提高学生分析概括的能力 2.通过阐述温度不同定义的统一性，提升学生关联整合和质疑的能力 3.通过热平衡定律理解温度计的测温原理，培养学生迁移应用的能力 4.通过设计温度计的活动，提升学生创新的能力 1.物理观念：理解系统处于非平衡状态是系统和外界相互作用的结果，发展相互作用观；理解系统处于平衡态，其分子仍处于不停的热运动中，发展运动观 2.科学思维：理解平衡态是一种理想模型，通过推理论证摄氏温标和热力学温标的关系，通过理想实验推理论证热平衡定律 3.科学探究：通过实验探究系统达到热平衡的过程 知识点一　状态参量与平衡态 如图为医用氧气瓶。请思考： (1)在热学中如果我们要描述一个氧气瓶中氧气的状态，需要哪些物理量呢？ (2)一个氧气瓶使用一段时间后瓶中氧气的状态参量是否发生变化？(假设氧气温度不变) 提示：(1)体积、温度和压强。 (2)氧气瓶中的氧气的状态参量发生了变化，质量减小，压强减小。 1．热力学系统：某一容器中的大量分子组成的系统叫作一个热力学系统，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。 3．状态参量：在热学中，为确定系统的状态所需要的一些物理量，如：体积、压强、温度等。 4．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能够达到的稳定状态。 【判断正误】 1．表示系统的状态参量常用的有体积、阿伏加德罗常数和温度。(×) 2．系统处于平衡态时，其温度不再随时间变化。(√) 3．相同的状态发生变化，则其温度、体积、压强三个参量一定同时变化。(×) 学生用书↓第25页 1．三个状态参量的理解 体积V 系统的几何参量，确定系统的空间范围。 压强p 系统的力学参量，描述系统的力学性质。 温度T 系统的热学参量，确定系统的冷热程度。 2.平衡态的理解 (1)平衡态的特点：系统的状态参量温度、压强、体积都不随时间变化。 (2)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，表现为系统不受外界的影响，状态参量(压强、体积和温度)不随时间变化。 (3)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。 (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 BD　[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；系统处于平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，C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；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。] 特别提醒 处理平衡态问题的三点提醒 1．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。　　 针对练1.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、压强达到稳定状态，但体积仍可变化 A　[如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量(温度、压强、体积)不再随时间发生变化，温度达到稳定值，但分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态，故A正确。] 针对练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2 min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．0 ℃的冰水混合物放入1 ℃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 B　[开空调2 min内教室内的气体温度要变化，故不是平衡态，A错误；两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，B正确；0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是平衡态，C错误；压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内