第二章 第1节 温度和温标-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

物理选择性必修第三册课堂学案 ●第二章 气体、固体和液体 第1节 温度和温标 [学习目标]1.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（物理观念） 2.理解平衡态及热平衡定律，掌握摄氏温度与热力学温度的关系，并能用来分析、计算相关问题（科学 思维). 课前·教材预案 知识点三 温度计与温标 知识点一 状态参量与平衡态 1.温标 (1)定义：定量描述温度的 1.热力学系统和外界 (2)种类 (1)热力学系统：由 组成的研究对象 ①摄氏温标 叫作热力学系统，简称系统。 种常用的表示温度的方法，规定标准大气压 (2)外界：系统之外与系统发生 的其 下冰的熔点为 ℃，水的沸点为 他物体统称外界。 ℃.据此把玻璃管上0℃刻度和 2.状态参量：用来描述系统 的物理量 100℃刻度之间均匀分成 等份，每份 常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等. 算作1℃. 影响的情况下，只要 ②热力学温标 3.平衡态：在没有 现代科学中常用的表示温度的方法，规定摄氏 经过足够长的时间，系统内各部分的 温度的 为零值，它的一度 达到的稳定状态. (选填“大于”“小于”或“等于”)摄氏温度的 知识点二热平衡与温度 一度 1.热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一 2.摄氏温度与热力学温度 段时间，各自的状态参量不再 ,说明 (1)摄氏温度： 温标表示的温度，用符号 表示，单位是 ,符号表示为 两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡」 2.热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同 (2)热力学温度： 温标表示的温度，用 的 符号 表示，单位是 ,符号表示 3.热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统 为 达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定 (3)换算关系：T 处于 I自主检测 4.温度：热平衡中，表征“共同的 性质” L.判断下列说法的正误. 的物理量. (1)平衡态是一种理想情况. ·24· 第二章气体，固体和液体 (2)两个系统处于热平衡时，它们一定具有相 2.若某地的最高气温是38℃，它是 K 同的热量 我国在研究超导问题方面走在世界前列，我国 (3)温度计测温原理是热平衡定律. 科学家发现某种超导材料的临界温度是90K, (4)物体的温度由本身决定，数值与所选温标 无关 它是 ℃. 课堂·深度探究 探究点一 状态参量与平衡态 C.只有处于平衡态的系统才有状态参量 【情境导学】小明将一根长铁丝的一端插人100℃ D.处于平衡态的热力学系统，分子的热运动 的沸水中，另一端放入0℃的冰水中，经过足 停止 够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且 思维导引：如果系统不受外界的影响，且状态 不随时间变化.那么这种状态是平衡态吗？ 参量不发生变化，系统就处于平衡态，否则就 是非平衡态. 【变式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、体积都一定达到了稳定的状态 【知识拓展】 不再变化 1.热力学系统的状态参量 B.温度一定达到了某一稳定值，但压强和体 (1)体积V:系统的几何参量，它可以确定系统 积仍是可以变化的 的空间范围。 C.温度一定达到了某一稳定值，并且分子不 (2)压强：系统的力学参量，它可以描述系统 再运动，达到了“凝固”状态 的力学性质. D.温度、压强不再变化，但体积仍可变化 (3)温度T:系统的热学参量，它可以确定系统 探究点二热平衡与温度 的冷热程度 2.平衡态的理解 【情境导学】在我国古代，铁质农具的打造需要打 (1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不 铁匠将铁块烧红，然后用锤子锻造出农具的 同，热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系 胚，随后放人水池中进行淬火冷却，如图所 统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子 示.刚放入时，农具与水组成的系统是热平衡 运动的平均效果不随时间变化，表现为系统不 状态？经过一段时间后，是否达到热平衡状 受外界的影响，系统所有状态参量（压强、体积 态？达到热平衡状态的标志是什么？ 和温度)都不随时间变化， (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， 【例题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，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 ·25· 物理选择性必修第三册课堂学案 【知识拓展】 B.如果两个系统分别与第三个系统达到热平 1.平衡态与热平衡的区别和联系 衡，那么这两个系统也必定处于热平衡 平衡态 热平衡 C.温度是决定两个系统是否达到热平衡状态 研究 的唯一物理量 一个系统 两个接触的系统 令 对象 D.热平衡定律是温度计能够用来测量温度的 别 判断 系统不受外界影 两个系统的温度 基本原理 依据