第2.1节 温度和温标（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

2.1 温度与温标 壹 素养目标 (1) 知道状态参数与平衡态。 (2) 知道热平衡，理解热平衡定律及温度的意义。 (3) 知道温标、摄氏温标和热力学温标，知道摄氏温度与热力学温度的转换关系。 conclusion 课堂导入 ONE 假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分为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？ 课堂导入 课程目录 知识点讲解、探索新知 壹 总结与归纳 贰 课堂检测 叁 课后作业 肆 conclusion 知识点讲解 ONE 知识点讲解 一、状态参量与平衡态 1、系统： 物理学中，把所研究的对象称为系统。在热学中把所研究的由大量分子组成的物体就叫做热力学系统。 2、外界: 系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。 系统1 系统2 外界 知识点讲解 3.状态参量： 在热学中，为确定系统的状态，也需要用到一些物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。 对象 参量类型 质点的运动状态 位置和速度v 运动学参量 系统的空间范围 体积V 系统间或内部力的作用 压强P 几何参量 力学参量 热学参量 确定系统冷热程度 温度T 描述 状态参量 热力学系统 知识点讲解 4、平衡态： 一个封闭系统，在经过足够长的时间，系统各部分的状态参量达到稳定（不随时间变化）时的状态 。 宏观性质 热学系统所处的平衡态往往是一种动态的平衡。 5atm 60oC 0oC 2atm 系 统 平衡态 分子做无规则运动 知识点讲解 二、热平衡与温度 1.热平衡： 如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将发生改变。经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡。 相互接触而传热 冷 热 热平衡 知识点讲解 2.热平衡定律(又叫热力学第零定律)： 实验表明：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。 热平衡 A 热平衡 B 热平衡 C C 系统1 系统3 系统2 知识点讲解 3.温度 热平衡定律表明，当两个系统A、B处于热平衡时，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（temperature）。 水银温度不再升高，这个系统达到平衡态 水的温度不再升高，这个系统达到平衡态 温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理。 知识点讲解 4.部分人们已观测到的温度 课堂检测 例1:一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么? 解析：因金属棒一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态． 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换． 知识点讲解 三、温度计与温标 1、温标：定量描述温度的方法称为温标。 2.温标的建立包含三个要素： （1）选择温度计中用于测量温度的物质，即测温物质； （2）对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规定； （3）确定固定点即温度的零点和分度方法。 水银 酒精 气体 100等份 冰水混合物 沸腾的水 100℃ 0℃ 知识点讲解 3.两种温标： （1）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，这种温标规定标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃。在0℃和100℃之间均匀分成100等份，每份算作1℃。 （2）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，这种温标规定摄氏温度的－273.15℃为零值。 知识点讲解 4.摄氏温度与热力学温度： (2)热力学温度：用热力学温标表示的温度叫做热力学温度，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：开尔文，简称开，符号为K。 (3) 摄氏温度t与热力学温度T的换算关系： T＝t+273.15（K） (1)摄氏温度：用摄氏温标表示的温度叫做热力学温度，用符号t表示。单位：摄氏度，符号为℃。 知识点讲解 注意 ①热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一. ③摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K． ④由T＝t+273.15 K可知，物体温度变化l℃与变化l K的变化量是等同的，但物体所处状态为l℃与l K是相隔甚远的。 ∆T = ∆t ②热力学温度的零底（0K）是低温的极限，永远达不到。 课堂检测 例2：天气预業地目的最高气温是27℃，它是多少开尔文?进行低温物理的研究时热力学温度是2.5K，它是多少摄氏度? 解： （1）已知t=27℃带入 T = t + 273.15 T=27+273.15=300.15K （2）已知T=2.5K带入 T = t + 273.15 2.5 = t + 273.15 t= -270.65oC conclusion 课堂检测 THREE 课堂检测 1.“在测定某金属块的比热容时，先把质量已知的金属块放在沸水中加热。经过一段时间后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中，并用温度计测量水的温度。当水温不再上升时， 这就是金属块与水的共同温度。根据实验数据就可以计算金属块的比热容。”在这样的叙述中， 哪个地方涉及了“热平衡”的概念？ 课堂检测 2.天气预报某地某日的最高气温是 27℃ , 它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是 2.5 K，它是多少摄氏度？ 课堂检测 3.已知某物理量X 与热力学温度 T 成正比，请把这个关系式用等式表示出来。现在用摄氏温度 t 来表示温度，这个关系式又该怎么写？ 分别画出X-T 图像和X-t 图像的草图。 课堂检测 4.图甲表示某金属丝的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。请判断 ：如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流表上代表 t1 、t2 的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？ conclusion 总结与归纳 THREE 总结与归纳 状态参量与平衡态 平衡态：没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间变化的稳定的状态 热平衡 与温度 热平衡：状态参量不再变化，两个系统对于传热已经达到平衡 热平衡定律：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 温度：两个系统处于热平衡时，具有的共同的热学性质 温标 温度和温标 摄氏温标(t) 热力学温标(T) 关系式：T＝t＋273.15 K 状态参量 体积V 压强P 温度T conclusion 课后作业 FOUR 课后作业 添加分层作业链接 Teaching 演示结束 谢谢观看 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$