2.1 温度和温标（导学案）-【上好课】高中物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第1节 温度和温标 导学案 【学习目标】 物理观念∶理解状态参量、平衡态温度、热力学温度的概念，理解热力学温度摄氏温度的区别和联系。 科学思维∶对比分析平衡态与热平衡之间的关系，知道温度它们是共同的热学性质。 科学探究：利用玻璃瓶模拟伽利略的温度计，知道温度计的普遍原理。 科学态度与责任∶温度的使用，再次体现了知识转化为生产力为社会服务的生动例子，激发学生学习物理的兴趣。 【学习重难点】 教学重点：热力学温度和摄氏温度的关系。 教学难点：热平衡与温度的关系。 【知识回顾】 物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着相互作用力。这些因素决定了分子的三种不同的聚集状态∶气体、固体和液体。物质材料：石器时代、青铜器时代、铁器时代和电子信息。 【自主预习】 一、状态参量与平衡态 1．系统与外界：研究某一容器中气体的热学性质，其研究对象是容器中的大量分子组成的系统，这在热学中叫作一个 ，简称 。系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称 。 2．状态参量：在热学中，为确定系统的 ，需要用到一些物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。 (1)为了确定系统的空间范围，要用 ，这是一个 ； (2)为了确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用，要用到 ，这是一个 ； (3)要确定系统的冷热程度，要用到一个 —— 。 3．平衡态：在 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就能够达到 状态。这种状态叫作平衡态，否则就是 。 二　热平衡与温度 1．热平衡：如果两个系统相互接触而 ，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间，各自的状态参量 ，这说明两个系统达到了平衡。这种平衡叫作热平衡。 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到 ，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3．温度：当两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个 ，我们就把表征这一“ ”的物理量叫作温度。 是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡的物理量。达到热平衡的系统具有相同的 。 三　温度计与温标 1．温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是 确定一个温标时首先要选择一种测温物质，根据这种物质的某个特性来制造温度计。确定了测温物质和它用以测温的某种性质之后，还要确定温度的 和 的方法。 2．热力学温度： 表示的温度叫作热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号为K。 3．摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温度T的关系是T＝ K。 【课前自测】 1．判一判 (1)温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡的物理量。(　　) (2)温度升高了1 ℃就是升高了1 K。(　　) (3)物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关。(　　 ) 2．想一想 平衡态与热平衡有什么不同？ 【课堂探究】 【新课导入】 假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分成A、B两部分，它们的压强分别为pA、PB，温度分别为TA、TB。打开挡板K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态? 【新课教学】 一、状态参量与平衡态 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：在力学中，我们用位置和速度描述物体的运动状态。在热学中，为了确定如图甲氢气球内氢气的状态，需要哪些物理量？ 活动2：如图乙，隔热的容器内A、B两部分氢气被挡板K分开，其压强、温度不同。打开挡板K，足够长时间后会出现什么情况？ 小试牛刀 【例题】（多选）关于状态参量，下列说法正确的是（ ） A．体积是几何参量 B．压强是力学参量 C．温度是热学参量 D．压强是热学参量 【例题】（多选）下列各系统处于平衡态的是( ) A.放在0 ℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物 B.静止在沸水中足够长时间的铜块 C.刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐 D.放在恒温房间中很久的密闭导热容器中的84消毒液 二、探究热平衡与温度 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图，开始时导热板锁定，给隔热极好的容器的A、B部分分别充入压强和温度不同的氦气和氧气，然后解除锁定，会发生什么？最终状态参量有什么特点？ 活动2：当两部分气体达到力学平衡时，描述“力学性质”的压强相等。类似地，当两部分气体不再传热时，称它们达到了热平衡，试猜想哪个状态参量可以描述热平衡时共同