1、内容索引010203自主预习 新知导学合作探究 释疑解惑课堂小结04随堂练习课标定位素养阐释1.知道状态参量和热平衡的概念。2.理解热平衡定律及温度的意义。3.知道温度计的构造,理解温标、热力学温度的意义。1.通过状态参量、热平衡的概念的学习形成物理观念。2.通过热平衡、温度的学习,掌握科学思维方式。3.通过热力学温标、摄氏温标的学习形成严谨的科学态度。自主预习 新知导学一、状态参量与平衡态1.热力学系统。研究某一容器中气体的热学性质,其研究对象是容器中的 大量分子 组成的系统,这在热学中叫作一个热力学系统。2.状态参量。在热学中,为确定系统的状态,需要用到一些物理量,这些物理量叫作系统的状态
2、参量。常用的有 体积V、压强 p、温度T。3.平衡态。在没有外界影响的情况下,只要经过足够长的时间,系统内各部分的状态参量能够达到稳定状态。这种状态叫作平衡态。二、热平衡与温度1.热平衡。两个系统相互接触而传热,经过一段时间,各自的状态参量不再变化了,这说明两个系统达到了平衡。这种平衡叫作热平衡。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。3.温度。表征热平衡系统的“共同的热学性质”的物理量。4.热平衡的性质。达到热平衡的系统具有相同的 温度。5.“平衡态”就是“热平衡”吗?答案：不是。“平衡态”指的是一个系统的状态,“热平衡”指的是两个
3、系统之间的关系,二者的本质不同。三、温度计与温标1.摄氏温标:规定标准大气压下 冰的熔点 为0,水的沸点 为100,据此把玻璃管上0 刻度与100 刻度之间均匀分成100等份,每份算作1,这种表示温度的方法即为摄氏温标,表示的温度叫作 摄氏温度。2.热力学温标:热力学温标表示的温度叫作热力学温度,它是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号 T 表示,单位是 开尔文,简称开,符号为 K。3.摄氏温标由热力学温标导出,摄氏温标所确定的温度用t表示,它与热力学温度T的关系是T=t+273.15 K。【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)温度可以从高温物体传递到低温物体。()(2)处于热平衡的几个
4、系统的温度一定相等。()(3)0 的温度可以用热力学温度粗略表示为273 K。()(4)温度升高了10 也就是升高了10 K。()(5)在绝对零度附近分子已停止热运动。()(6)物体的温度由本身决定,数值与所选温标无关。()2.关于热力学温标和摄氏温标,下列说法正确的是()A.某物体摄氏温度10,即热力学温度10 KB.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 C.热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 D.热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 大小相等解析：摄氏温标与热力学温标的关系为T=t+273.15 K,某物体摄氏温度为10,即热力学温度为283.15 K,故A错误。由T=t+273.
5、15 K得,T=t,可知,热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1,故B、C错误。热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 大小相等,故D正确。D 合作探究 释疑解惑知识点一状态参量与平衡态【问题引领】一根长铁丝,一端插入100 的沸水中,另一端放入0 恒温热源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不随时间变化,这种状态是否为平衡态?提示：不是,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响。【归纳提升】1.热力学系统的状态参量(1)体积V:它可以确定系统的空间范围,属于系统的几何参量。(2)压强p:它可以描述系统的力学性质,属于系统的力学参量。(3)温度T:它可以确定系统的冷热程度,属于系
6、统的热学参量。2.对平衡态的理解(1)系统各部分的参量并不相同,而且可能正在变化,然而在没有外界影响的情况下,只要经过足够长的时间,系统内的各部分的状态参量会达到稳定,即达到平衡态。(2)把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中,如果容器与外界没有能量交换,经过一段时间后,容器内各点的压强、温度就会变得一样,即达到平衡态。画龙点睛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。【典型例题】【例题1】(多选)下列说法正确的是()A.状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统的状态变化时,其各个状态参量都会
7、改变B.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达到稳定C.只有处于平衡态的系统才有状态参量D.两个物体发生热传递时,它们组成的系统处于非平衡态BD 解析：由于描述系统的各种性质需要不同的物理量,只要其中某个量变化,系统的状态就会发生变化,不一定各个状态参量都发生变化,A错误。系统处于平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化,C错误。当系统不受外界影响时,系统总要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定,B正确。两个物体发生热传递时,两个物体组成的系统内部仍存在温差,故系统处于非平衡态,D正确。规律方法处理平衡态的问题要注意以下三点(1)平衡态与热平衡不同,平衡态指的是一个系
8、统内部达到的一种动态平衡。(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有性质都不随时间变化为止。(3)系统与外界没有能量的交换。【变式训练1】(多选)下列关于系统是否处于平衡态的说法不正确的是()A.开空调2 min,教室内的气体处于平衡态B.两个温度不同的物体相互接触,这两个物体组成的系统处于非平衡态C.0 的冰水混合物放入1 的环境中,冰水混合物处于平衡态D.压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态解析：开空调2 min教室内的气体温度要变化,故不是平衡状态,A错误。两物体温度不同,接触后高温物体会向低温物体传热,是非平衡态,B正确。0 的冰水混合物放入1 的环境中,周围环境会向冰水混合物传热,
9、不是平衡态,C错误。压缩密闭容器中的空气,要对空气做功,机械能转化为内能,不是平衡态,D错误。ACD【问题引领】知识点二热平衡与温度用温度计测量一杯热水的温度时,要等到温度计的示数稳定后再读数,并且要使温度计留在水中,原因是什么?提示：温度计测量温度的原理是热平衡定律。当两个系统达到热平衡时,两个系统的温度相同。所以,当温度计的示数稳定后,说明温度计和热水达到热平衡,温度相同。当把温度计从水中取出后,破坏了温度计与水之间的热平衡,此时温度计的示数不等于热水的温度。【归纳提升】1.理解热平衡的两个层面(1)原来两个系统不是热平衡,接触后最终达到热平衡。(2)原来两个系统处于热平衡,再接触,两个系
10、统的状态不发生变化。2.热平衡与温度(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。(2)温度计的测温原理若物体与A处于热平衡,它同时也与B达到热平衡,则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理。科学思维处理热平衡问题时,应把握以下两点:(1)发生热交换时,高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量;(2)达到热平衡时,系统一定具有相同的温度,其他参量未必相同。【典型例题】【变式训练2】下列有关热平衡的说法正确的是()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.如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化,这两个系统又不
11、受外界影响,那么这两个系统一定处于热平衡状态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：本题考查的知识点是热平衡。处于热平衡状态的系统,如果受到外界的影响,状态参量会随之变化,温度也会变化,故A错。热平衡定律对多个系统也适用,故B错。由热平衡的意义可知,C正确。温度相同是热平衡的标志,两个处于热平衡状态的系统,温度必定相同,故D错。C【问题引领】知识点三原子结构 化学用语“在我国西部某些地区,夏季昼夜温差达15”“在我国东部沿海地区,秋、冬两季最高气温相差15 K”,以上两种叙述中的温度差哪个大些?提示：一样大。因为用热力学温度和摄氏温度表示温度变化时,每变化1和每变化1 K数值上
12、是相等的,只是它们的零值规定不同。【归纳提升】1.温标要素(1)选择某种具有测温属性的测温物质;(2)了解测温物质随温度变化的函数关系;(3)确定温度零点和分度的方法。2.热力学温度T与摄氏温度t的关系(1)公式:T=t+273.15 K。(2)注意:摄氏温标的1 的分格与热力学温标1 K的分格是等价的,故用热力学温标表示的温度和摄氏温标表示的温度,虽然起点不同,但表示温度的温度差是相同的,即T=t。3.温度计的种类与测温原理(1)水银温度计:根据水银的热膨胀的性质来测量温度。(2)金属电阻温度计:根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度。(3)气体温度计:根据气体压强随温度的变化来测量温度。(
13、4)热电偶温度计:根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度。画龙点睛 在表示温度差时“1 K=1”是正确的,即T=t。但在表示温度高低时却不正确。【典型例题】【例题3】(多选)关于热力学温度下列说法正确的是()A.-33=240 KB.温度变化1,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.-136 比136 K温度高解析：T=273 K+t,由此可知-33=240 K,A正确,同时B正确。对于摄氏温度可取负值的范围为0 到-273,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C错。根据T=t+273 K,可知-136=137 K,D正确。ABD 科学思维(1)热力学温度
14、与摄氏温度的关系是T=t+273.15 K,因此对于同一温度来说,用不同的温标表示,数值不同,这是因为零值选取不同。(2)在热力学温标与摄氏温标中,热力学温度升高(或降低)1 K,则摄氏温度也升高(或降低)1。【变式训练3】(多选)下列关于热力学温度的说法正确的是()A.热力学温度的零值等于-273.15 B.热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1,变化量的大小是相等的C.绝对零度是低温的极限,永远达不到D.1 就是1 K解析：根据热力学温标零值的规定可知A正确。热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1 的变化量大小是相等的,但1 不是1 K,B正确,D错误。绝对零度是低温的极限,只能无限接近而永远
15、不可能达到,C正确。ABC 课堂小结随堂练习1.(热平衡特征)两个温度不同的物体相互接触,达到热平衡后,它们具有相同的物理量是()A.质量B.密度C.温度D.重力解析：由热平衡的定义可知,C选项正确。C 2.(热力学温标与摄氏温标)(多选)一个系统的温度由200 K升高到300 K,另一个系统的温度由200 升高到300,则有关这两个温度及其变化的说法正确的是()A.它们升高了相同的温度B.它们升高的温度不同C.它们后来的温度相同D.它们后来的温度不同解析：由T=t+273.15 K和两种温标下温度的变化特点t=T判断,可知A、D正确,B、C错误。AD 3.(对热平衡的理解)下列说法正确的是(
16、)A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度B.相互间达到热平衡的两物体的热量一定相等C.从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将增大、斥力将减小D.人如果感觉到某个物体很冷,就说明这个物体的温度很低解析：两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度,选项A正确,B错误。从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将减小、斥力将减小,选项C错误。人们对物体冷热程度的感觉具有相对性,选项D错误。A 4.(对绝对零度的理解)下列叙述正确的是()A.若不断冷冻,物体的温度就不断地下降,没有止境B.目前尚不知最低温是多少,最高温是多少C.-373 是低温的下限D.绝对零度达不到解析：根据绝对零度无法达到可知,温度不会不断下降,故A错误。目前已知最低温度为-273.15,故B、C错误。绝对零度无法达到,故D正确。D
