1.1 温度温标 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件围绕“温度和温标 内能”展开，涵盖状态参量与平衡态、热平衡与温度、温度计与温标、分子动能、分子势能及物体内能等核心知识点，通过金属棒热平衡判断等实例导入，构建从宏观状态参量到微观分子能量的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于以例题驱动概念理解，如通过100℃水与水蒸气内能比较强化内能决定因素，用对比表格明晰温标类型及内能与机械能区别，结合分子势能随距离变化模型培养科学思维。助力学生建立宏微联系，教师可借助结构化内容提升概念教学效率。

本节学习目标 1、知道状态参量与平衡态 2、热平衡；热平衡定律；温度；热力学温度 3、分子动能；分子平均动能；温度 4、分子势能；决定分子势能的因素 5、物体的内能；内能的决定因素 温度和温标 内能 一、状态参量与平衡态 1.热力学系统:由_________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,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_________都 不随时间而变化的稳定状态。 大量分子 温度T 所有性质 二、热平衡与温度 1.热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量_____ _____。 2.热平衡定律(又叫热力学第零定律):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_______。 不再 变化 热平衡 热平衡 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_____。这就是温度计能够用来测量温度的基本原理。 冷热 温度 例、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? 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在热量交换． 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 热膨胀 电阻 名　称 原　理 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 压强 体积 温差 2.温标：定量描述_温度____的方法。 (1)摄氏温标：早期的摄氏温标规定，标准大气压下冰 的熔点为____，水的沸点为______。 (2)热力学温标：热力学温标的0点规定为摄氏温度的 __________，它的一度与摄氏温度的一度相等，这种表 示温度的方法就是热力学温标，也叫_______温标，用 热力学温标表示的温度叫热力学温度，单位是_______， 简称开(K)。 0℃ 100℃ -273.15℃ 开尔文 开尔文 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100℃在0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份,每份算作1℃。 0℃ 温度 (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”。 热力学温标：热力学温标的0点规定为摄氏温度的 __________，它的一度与摄氏温度的一度相等，这种表示温度的方法就是热力学温标，也叫_______温标，用热力学温标表示的温度叫热力学温度，单位是_______，简称开(K)。 0 K相当于—273.15 ℃，这是低温的下限，永远达不到，叫绝对零度 (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=__________ 摄氏度 开尔文, t+273.15K 【特别提醒】 (1)热力学零度的意义方面:热力学温度的零度叫绝对零度,它是低温的极限,可以无限接近,但不能达到。 (2)摄氏温度℃与热力学温度K的大小关系方面:温度变化1℃与1K是相等的,即ΔT=Δt,但ΔT≠Δt+273.15K。 一、状态参量与平衡态 1、系统：在热学中，把所研究的对象叫做热力学系统简称系统.(系统以外的周围物体统称外界.) 2、状态参量 ： 描述系统状态的物理量叫做状态参量．（体积、压强、温度 ） 3、平衡态：系统所有状态参量不随时间变化时的状态叫做平衡态.（指一个系统的状态） 例．在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( 　) A．每个气体分子的运动速率 B．压强 C．体积 D．温度 BCD 二、热平衡与温度 1、热平衡：两个系统接触传热，状态参量将会互相影响而分别改变．最后两个系统的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个“共同性质”，此时我们说两个系统达到了热平衡． 热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统．因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的． 2、热平衡定律(又叫热力学第零定律)： 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，这个结论称为热平衡定律。 3、温度：两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同性质”。我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度。 热平衡指两个系统之间的关系——温度一定相同 （ 温度计测量温度的基本原理．） 三、温标 1、温标：定量描述温度的方法叫做温标 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． 2、热力学温度： 热力学温标表示的温度 单位：开尔文，简称开，符号K (国际单位制中七个基本单位之一) 3、热力学温度T与摄氏温度t的关系 T＝t+273.15 K 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0℃与0 K是相隔甚远的 0 K相当于—273.15 ℃，这是低温的下限，永远达不到，叫绝对零度 四、分子动能 1．定义：分子由于热运动而具有的能叫分子动能． 物体里所有分子动能的平均值叫分子平均动能 ． 2．温度 ①宏观含义：温度表示物体的冷热程度． ②微观含义：温度是分子平均动能的唯一标志. (温度越高，分子平均动能越大．) 需要注意： （1）．同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．但由于不同物质的分子质量不一定相同．所以分子热运动的平均速率也不一定相同． （2）．温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同． 五、分子势能 1．定义：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决定的能叫分子势能． 2．分子力做功跟分子势能变化的关系） 分子力做正功时，分子势能减少， 分子力做负功时，分子势能增加． （类似重力做功与重力势能变化的关系） 分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。 分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。 取分子间距离是无限远时分子势能为零值 3．决定分子势能的因素 （1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关． （2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关． 　　①一般选取两分子间距离很大（ r＞10r0 ）时，分子势能为零． 　　②在r＞r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小． 　　在r＜r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小． 　　当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小． 3．决定因素 （1）宏观：分子势能跟物体体积有关． （2）微观：分子势能跟分子间距离有关． ①一般选取两分子间距离很大（ r＞10r0 ）时，分子势能为零． ②在r＞r0条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小． ③在r＜r0条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小． ④当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小．（为负值）---------类比弹簧（图像） 六、物体的内能 1．定义：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．（一切物体都具有内能．） 2．决定因素 ①宏观：物质的量、温度、体积．同时也受物态变化的影响 ②微观：物体的分子总数目、分子平均动能、分子间距离 3、物体的内能跟机械能的区别 　（1）．物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应：内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能．而机械能是由于整个物体的机械运动及与其它物体间相对位置而使物体具有的能．（2）．内能是所有分子的动能和势能的总和（与物体的温度和体积有关），机械能是物体的动能和重力势能、弹性势能的总和（与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关）．（3）．有机械能的物体，一定有内能；有内能的物体不一定具有机械能． 【归纳总结】 1.内能的决定因素: (1)宏观因素:物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定,同时也受物态变化的影响。 (2)微观因素:物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。 2.内能与机械能的比较: 能量名称 比较项目 内　能 机械能 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 能量常见的 形式 分子动能、分子势能 物体的动能、重力势能或弹性势能 能量名称 比较项目 内　能 机械能 能量存在 的原因 由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定 能量名称 比较项目 内　能 机械能 影响因素 物质的量、物体的温度和体积 物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变 是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零 联　系 在一定条件下可以相互转化 3.物态变化对内能的影响:一些物质在物态发生变化时,如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气,温度不变。此过程中分子的平均动能不变,由于分子间的距离变化,分子势能变化,所以物体的内能变化。 【典题过关】 【典例】1g 100℃的水和1 g 100℃的水蒸气相比较,下述说法是否正确? (1)分子的平均动能和分子的总动能都相同。 (2)它们的内能相同。 例题： 　有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内分子平均速率大，则（ ） 　A．甲气体温度，一定高于乙气体的温度 　B．甲气体内能，一定大于乙气体的内能 　C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 　D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快 小结： １、物体的内能是组成物体的所有分子 做热运动的动能和分子势能的总和． ２．温度是分子平均动能的标志． 3、分子势能跟分子间距离有关. $