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【创新设计】2015-2016学年高中物理第七章分子动理论第4讲温度和温标学案新人教版选修3-3解析.doc

发布:2017-01-10约字共8页下载文档
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第4讲 温度和温标 [目标定位] 1.知道平衡态、热平衡的定义.2.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件.3.能区分摄氏温度与热力学温度,记住它们之间的关系. 一、平衡态和状态参量 1.系统:在物理学中,通常把研究对象称为系统. 2.状态参量:用来描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量. 3.平衡态:系统的宏观性质不再随时间变化,这种情况就说系统达到了平衡态. 二、热平衡与温度 1.热平衡:两个相互接触的热力学系统,最后系统的状态参量都不再改变,这时两个系统具有“共同性质”,我们就说这两个系统达到了热平衡. 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,也叫热力学第零定律. 3.温度:热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度. 三、温度计与温标 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0_℃,水的沸点为100_℃,在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份,每份算做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.热力学温标表示的温度叫热力学温度.用符号T表示,单位是开尔文,符号为K. 3.摄氏温度与热力学温度的关系为T=t+273.15_K. 一、热平衡与平衡态的理解 1.平衡态 (1)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. 2.一切达到热平衡的系统都具有相同的温度. 例1 下列说法正确的是(  ) A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量 B.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统也必定处于热平衡 C.温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量 D.热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 答案 BCD 解析 热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度,故A错误,C正确;由热平衡定律,若物体与A处于热平衡,它同时也与B达到热平衡,则A的温度便等于B的温度,这也是温度计用来测量温度的基本原理,故B、D项正确. 针对训练 关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的有(  ) A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态 B.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 C.热平衡就是平衡态 D.处于热平衡的两个系统的温度一定相等 答案 BD 解析 一般来说,描述系统的状态参量不止一个,根据平衡态的定义可以确定A错;根据热平衡的定义可知B和D是正确的;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C错.正确选项为B、D. 二、温度和温标 1.“温度”含义的两种说法 (1)宏观角度:表示物体的冷热程度. (2)热平衡角度:两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是温度. 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.温度计与待测物体接触,达到热平衡,其温度与待测物体相同. 3.热力学温度与摄氏温度的关系 (1)T=t+273.15 K (2)ΔT=Δt 例2 下列关于热力学温度的说法中正确的是(  ) A.-33 ℃=240 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t+273 K 答案 AB 解析 热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273 K,由此可知:-33 ℃=240 K,故A、B选项正确;D中初态热力学温度为t+273 K,末态为2t+273 K,温度升高了t K,故D选项错误;对于摄氏温度可取负值的范围为0~-273 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C选项错误.本题应选A、B. 针对训练 关于热力学温度和摄氏温度,以下说法正确的是(  ) A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B.温度升高了1 ℃就是升高了1 K C.物体的温度由本身决定,数值与所选温标无关 D.0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K 答案 ABD 热平衡与平衡态 1.两个原来处于热平衡状态的系统,分开后,由于受外界的影响,其中一个系统的温度升高了5 K,另一个系统的温度升高了5 ℃,则下列说法正确的是(  ) A.两个系统不再是热平衡状态 B.两个系统此时仍是热平衡状态 C.两个系统的状态都发生了变化 D.两个系统的状态都没有发生变化 答案 BC 解析 由于两个系统原来处于热平衡状态,温度相同,当分别升高5 ℃和5 K后,温度仍相同,两个系统仍为热平衡状态,故A错误,B正确;由于温度发生了变化,系统的状
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