第2章 1 温度和温标(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

第二章　气体、固体和液体 1　温度和温标 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 预习案 必备知识·问题导学 01 探究案 关键能力·互动探究 02 知能达标训练 04 提升案 随堂演练·基础落实 03 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 01 预习案 必备知识·问题导学 栏目导航 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 分子 温度T 各部分的状态参量能 够达到 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 状态参量 热平衡 热平衡 冷热 温度 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 热膨胀 电阻 压强 体积 温差 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 温度 0 100 100 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 摄氏度 开尔文 t＋273.15 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 温度 311.15 －183.15 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 02 探究案 关键能力·互动探究 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 03 提升案 随堂演练·基础落实 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 04 知能达标训练 栏目导航 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 谢谢观看 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 [学业要求] 1．知道什么是状态参量，什么是平衡态。 2．了解热平衡的概念及热平衡定律。 3．了解温标的定义和温度的意义。 4．了解热力学温标及热力学温度与摄氏温度的数量关系。 一、状态参量与平衡态 1．热力学系统：由大量________组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。 2．状态参量：为确定系统的状态，需要用到一些物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、__________。 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统____________________ ________稳定状态。 二、热平衡与温度 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统的____________不再变化。 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到__________，这两个系统彼此之间也必定处于__________。 3．温度：处于热平衡的两个系统必定具有某个共同的热学性质，我们将表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度，温度也可理解为物体的________程度。 4．热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的________。 三、温度计与温标 1．温度计及制作原理 名称 原理 水银温度计 根据水银__________的性质来测量温度 金属电阻温度计 根据金属铂的________随温度的变化来测量温度 气体温度计 根据气体________或________随温度的变化来测量温度 热电偶温度计 根据不同导体因________产生电动势的大小来测量温度 2．温标：定量描述________的方法。 (1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为____ ℃，水的沸点为_______ ℃。在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成_______等份，每份为1 ℃。 (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”。 (3)摄氏温度与热力学温度。 摄氏温度 摄氏温标表示的温度，用符号t表示；单位是__________，符号为℃ 热力学温度 热力学温标表示的温度，用符号T表示；单位是__________，符号为K 换算关系 T＝___________K 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．表示系统的状态参量常用的有体积、压强、阿伏加德罗常数和温度 B．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 C．温度计测温原理就是热平衡定律 D．0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K 答案　CD 2．(1)两个系统具有相同的________时，即达到了热平衡。 (2)中央电视台播报天气预报，某地的最高气温是38 ℃，它是_________K。中国在研究超导问题方面走在世界前列，中国科学家发现某种超导材料的临界温度是90 K，它是__________℃。 探究点一　平衡态和热平衡的比较 1．平衡态的理解 (1)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，表现为系统的宏观性质不随时间变化。 (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。 (3)热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，那么这两个系统原来是处于热平衡的。 (4)平衡态不是热平衡：平衡态是对某一系统而言的，是系统的状态，热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的。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，直到温度相同时，两个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。 2．热平衡定律的意义 决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度。因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以在比较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。 【特别提醒】 (1)热平衡的特征方面：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。 (2)热平衡的条件方面：达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度。 　(多选)关于热平衡，下列说法正确的是(　　) A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值 B．标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡 C．用水银体温计量体温时体温计需和身体接触几分钟左右是为了让体温计跟身体达到热平衡 D．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态 [解析]　两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，所以选项A、C、D正确，B错误。 [答案]　ACD ●核心素养·思维升华 判断系统达到热平衡的两个方法 (1)根据两个相接触的系统的状态参量是否发生变化判断，如果不发生变化，处于热平衡，发生变化则不处于热平衡； (2)根据两个系统的温度是否相同判断，如果相同，处于热平衡，不相同则不是热平衡。 1．(多选)下列关于平衡态与热平衡的说法正确的是(　　) A．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的 B．热平衡就是平衡态 C．处于热平衡的几个系统的温度一定相等 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 解析　只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来就处于热平衡，而温度是决定两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，故A、C正确；平衡态是对一个系统而言，热平衡是两个系统相互影响的结果，B错误；描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可知，D错误。 答案　AC 探究点二　温度计与温标 1．“温度”含义的两种说法 宏观角度 温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的 热平衡角度 温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的。热平衡定律指出，两个系统相互处于热平衡时，存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度，这样的定义更具有科学性 2．温度计测量原理 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。使温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同。 3．温标 (1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标。 (2)比较摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标 热力学温标 提出者 瑞典天文学家摄尔修斯 英国物理学家开尔文 零度的规定 一个标准大气压下冰水 混合物的温度 －273.15 ℃ 温度名称 摄氏温度 热力学温度 温度符号 t T 单位名称 摄氏度 开尔文 单位符号 ℃ K 关系 ①T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K； ②1 K的大小与1 ℃的大小相等 【特别提醒】 温度计所用作为工作物质的材料必须具备的条件 (1)因冷热而改变的特性要有重复性； (2)因冷热所产生的效应必须相当明显； (3)热容量越小越好，当与其他物体接触后，能在短时间内达到热平衡。 　(多选)下列关于热力学温标的说法正确的是(　　) A．热力学温标是一种更为科学的温标 B．热力学温标的零度为－273.15 ℃，叫绝对零度 C．气体温度趋近于绝对零度时其体积为零 D．在绝对零度附近气体已液化或凝固 [解析]　热力学温标在科学计算中特别是在热力学方程中，使计算更简单、更科学，故A正确；绝对零度是热力学温标的常识，B正确；气体趋近于绝对零度时，已液化，但有体积，C错误，D正确。 [答案]　ABD ●核心素养·思维升华 热力学温度与摄氏温度关系的理解 (1)T＝t＋273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础； (2)摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的，即ΔT＝Δt，而不是ΔT＝Δt＋273.15 K； (3)绝对零度是低温的极限，只能接近，永远达不到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出现负值。 2．严冬时，湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的温度，某同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，其中正确的是(　　) A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数 B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度 C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数 D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，可待较长时间后读出示数 解析　要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡，再读出温度计的示数，但隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原平衡态下的温度，所以A、D不正确，B做法也失去了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计测，这时周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度了。只有C正确。 答案　C 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、压强变得一样，但体积仍可变化 解析　如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化，温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态。 答案　A 2．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，系统处于非平衡状态时各部分的参量不发生变化 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相同 C．只有处于平衡状态的系统才有状态参量 D．两物体发生热传递时，它们组成的系统处于平衡状态 解析　系统处于非平衡状态时状态参量会发生变化，两物体发生热传递表示温度在发生变化，故A、D错误；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相同，达到平衡态，故B正确；状态参量是描述系统状态的物理量，无论系统处于何种状态都具有状态参量，故C错误。 答案　B 3．有关热平衡的下列说法正确的是(　　) A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态 B．热平衡定律只能研究三个系统的问题 C．两个系统在接触时，它们的状态不发生变化，则这两个系统原来的温度是相等的 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 解析　处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之改变，温度也会变化，故A错误；热平衡定律适用于多个系统，B错误；根据热平衡定义知，C正确，D错误。 答案　C 4．(多选)关于热力学温度，下列说法正确的是(　　) A．－33 ℃＝240.15 K B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D．温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了273.15 K＋t 解析　T＝t＋273.15 K，由此可知：－33 ℃＝240.15 K，A正确，同时B正确；D中初态热力学温度为t＋273.15 K，末态为273.15 K＋2t，温度变化t，故D错误；对于摄氏温度可取负值的范围为－273.15 ℃～0 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，C错误。 答案　AB $$