人教版選修33 溫度和溫標(biāo) 第1課時 學(xué)案.docVIP

4.溫度和溫標(biāo)1、 必背知識點要點一、溫度、溫標(biāo) 1平衡態(tài)與狀態(tài)參量 （1）系統(tǒng)（system）：系統(tǒng)是研究對象的整體 （2）狀態(tài)參量（state parameter）描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫系統(tǒng)的狀態(tài)參量。 注意：物理學(xué)中描述物體狀態(tài)的常用參量為體積、壓強、溫度，通常用體積描述它的幾何性質(zhì)，用壓強描述其力學(xué)性質(zhì)，用溫度描述其熱學(xué)性質(zhì) （3）平衡態(tài)（equilibrium state） 對于一個不受外界影響的系統(tǒng)，無論其初始狀態(tài)如何，經(jīng)過足夠長的時間后，必將達到一個宏觀性質(zhì)不再隨時間變化的穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)叫平衡態(tài) 2熱平衡與溫度 （1）熱平衡（thermal equilibrium） 兩個系統(tǒng)相互接觸，它們之間沒有隔熱材料，或通過導(dǎo)熱性能好的材料接觸，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，此時的狀態(tài)叫熱平衡狀態(tài)，我們說兩系統(tǒng)達到了熱平衡 （2）熱平衡定律（law of thermal equilibrium） 如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律 （3）溫度（temperature） 達到了熱平衡的系統(tǒng)具有“共同性質(zhì)”，我們用溫度來表征這個“共同性質(zhì)”也可理解為物體的冷熱程度 溫度是物體內(nèi)所有鏟子熱運動的平均動能的標(biāo)志 溫度是物體內(nèi)分子熱運動平均動能的標(biāo)志 （4）對溫度的理解應(yīng)注意 宏觀上，表示物體的冷熱程度 微觀上，反映分子熱運動的激烈程度，溫度是分子平均動能大小的標(biāo)志 平均動能大，在宏觀上表現(xiàn)為物體的溫度高物體溫度的高低，是物體全部分子的平均動能大小的標(biāo)志溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對于個別分子來說，溫度是沒有意義的 同一溫度下，不同物質(zhì)的分子平均動能都相同，但是由于不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不盡相同，所以分子運動的平均速度大小不相同 一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度 若物體與處于熱平衡，它同時也與達到熱平衡，則的溫度便等于的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理 3溫度計與溫標(biāo) （1）溫度計的測溫原理 水銀溫度計是根據(jù)水銀的熱脹冷縮的性質(zhì)來測量溫度的 金屬電阻溫度計是根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來測量溫度的 氣體溫度計是根據(jù)氣體壓強與溫度的關(guān)系來測量溫度的 電偶溫度計是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生的電動勢大小來測量溫度的 （2）溫標(biāo)（thermometric scale） 攝氏溫標(biāo) 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度為零度，沸水的溫度為度，在和之間分成等份，每一等份就是，這種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo)，表示的溫度叫攝氏溫度（） 熱力學(xué)溫標(biāo)（thermodynamic temperature） 規(guī)定攝氏溫度的為零值，它的一度也等于攝氏溫度的一度，這種表示溫度的方法就是開爾文溫標(biāo)，也叫熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度（），單位為開爾文，簡稱開（）熱力學(xué)溫標(biāo)的零度（）是低溫的極限，永遠(yuǎn)達不到 （3）溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝氏薩斯和施勒默爾提出的英國物理學(xué)家開爾文提出的零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號單位名稱攝氏度開爾文單位符號關(guān)系粗略表示： 4熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系 （1）公式：，一般地 （2）公式的意義 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的大小間滿足關(guān)系，此公式有以下幾方面的意義 水的三相點為，而冰的熔點為，所以是在水的三相點之下或，即有關(guān)系式而不是 每一開爾文與每一攝氏度的大小相等設(shè)某物體的攝氏溫度由變到，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度分別為則有 ， ，則 上式的物理意義在于：用攝氏度表示的溫差等于用開爾文表示的溫差，即每一開爾文的大小與每一攝氏度的大小是相等的二、題型歸納 例1關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的正確說法是（ ） a熱力學(xué)溫標(biāo)是一種更為科學(xué)的溫標(biāo) b熱力學(xué)溫標(biāo)的零度為，叫絕對零度 c氣體溫度趨近于絕對零度時其體積為零 d在絕對零度附近氣體已液化，所以它的壓強不會為零 【思路點撥】結(jié)合實際深刻理解熱力學(xué)溫標(biāo)的物理意義?！敬鸢浮縜、b、d【解析】本題考查熱力學(xué)溫標(biāo)的性質(zhì) 熱力學(xué)溫標(biāo)在科學(xué)計算中特別體現(xiàn)在熱力學(xué)方程中，使方程更簡單，更科學(xué)，故a對；b是熱力學(xué)溫標(biāo)的常識，正確；氣體趨近于絕對零度時，已液化，但有體積，故其壓強不為零，c錯，d對【總結(jié)升華】 熱力學(xué)溫標(biāo)中的絕對零度是低溫極限，在接近時所有物體都被液化或凝固舉一反三:【變式】下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中正確的是（ ） a b溫度變化，也就是溫度變化 c攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值 d溫度由升至，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了 【答案】a、b【解析】本題主要考查熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：由此可知：，a正確，同時b正確；d中初態(tài)熱力學(xué)溫度為，末態(tài)為，溫度變化，故d錯；對于攝氏溫度可取負(fù)值的范圍為，因絕對零度達不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值，故c錯 例2已知某物理量與熱力學(xué)溫度成正比，請把這個關(guān)系式用等式寫出來，用攝氏溫度表示這個溫度，這個關(guān)系式該怎樣寫？ 【答案】見解析【解析】由題意可知：，設(shè)其比例系數(shù)為，則與關(guān)系式可寫作；由可知，如用攝氏溫度表示，則。其中為比例系數(shù) 【總結(jié)升華】由比值式變成等式在前面的公式推導(dǎo)中如牛頓第二定律公式、萬有引力公式、自感電動勢公式得到了廣泛應(yīng)用，自己可收集這方面的材料 舉一反三:【變式】列說法中正確的是（ ）a 33.15c=240k b溫度變化，也就是溫度變化 c攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的零度是相同的 d溫度由tc升到2tc時，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由tk升至2tk【答案】a、b【解析】熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系是，所以 33.15c=240k，a正確；攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的差別為所選的零值的起點不同，單位不同，但每一度表示的冷熱差別是相同的，攝氏溫度的每和熱力學(xué)是溫度的每1k的大小相同，故b正確；熱力學(xué)溫度的零度是273.15c，叫做絕對零度，故c錯誤；溫度由tc升到2tc時，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由tk升至(t+)tk，d錯誤故選ab 例3小麗測量燒杯中熱水的溫度時，將熱水倒入另一燒杯中很少一部分，然后如圖中那樣去測量和讀數(shù)，她這樣做被小寧發(fā)現(xiàn)了，小寧指出她的錯誤如下，你認(rèn)為小寧找得對嗎？ a不應(yīng)倒入另一燒杯中，這會使溫度降低 b水倒的太少，溫度計玻璃泡不能完全浸沒 c讀數(shù)時，視線應(yīng)該與刻度線相平，而不應(yīng)斜視 d應(yīng)該將溫度計取出讀數(shù)，而不應(yīng)該放在水里讀 【思路點撥】嚴(yán)格把握正確使用溫度計的方法?！敬鸢浮縜、b、c對。d錯【解析】題中將少量水倒入另一燒杯，此過程有兩處錯誤：其一，少量水不能使溫度計玻璃泡完全浸沒，達到熱平衡時測量的不是水的溫度；其二，少量水倒入另一燒杯，這少量水與另一燒杯又達到一個熱平衡，溫度已改變，再用溫度計測量時，測出的是這個熱平衡狀態(tài)的溫度。而不是待測水的溫度了題中c選項讀數(shù)小寧找得對，但是小寧在d選項中要把溫度計取出來讀數(shù)就不對了當(dāng)把溫度計取出時，在空氣中它與空氣間存在溫度差，有熱交換會失去原來的熱平衡，示數(shù)變化 故小寧找的a、b、c對。d錯 【總結(jié)升華】要測量燒杯中水的溫度，據(jù)熱平衡知，必須把溫度計放入待測水中達到熱平衡后讀出溫度計的示數(shù)，即為熱水的溫度 例4攝氏溫標(biāo)：在年以前，標(biāo)準(zhǔn)溫度的間隔是用兩個定點確定的它們是水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點（汽化點）和冰在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下與空氣飽和的水相平衡時的熔點（冰點）攝氏溫標(biāo)（以前稱為百分溫標(biāo)）是由瑞典天文學(xué)家攝爾修斯設(shè)計的如圖所示，把冰點定作，汽化點定作，因此在這兩個固定點之間共為，即一百等份，每等份代表攝氏度，用表示，常用表示，用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度攝氏溫標(biāo)用攝氏度作單位熱力學(xué)溫標(biāo)由英國科學(xué)家威廉湯姆遜（開爾文）創(chuàng)立，把作為零度的溫標(biāo)，叫做熱力學(xué)溫標(biāo)（或絕對溫標(biāo)）熱力學(xué)溫標(biāo)，常用表示，用表示單位試回答： （1）熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系為_。 （2）如果可以粗略地取為絕對零度在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點為_，即為_，水的沸點是_，即_ （3）