2022年-学年高中物理人教版选修-教学案：第七章第节温度和温标Word版含解析正式版.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -第 4 节 温度和温标1.平稳态： 假如容器与外界没有能量交换,经过一段时间后, 容器内各点的压强和温度都不再变 化；2热平稳：两个相互接触的系统,经过一段时间以后 状态参量不再发生变化,这说明两个系统对传热来 说已经达到了平稳；3热平稳固律：假如两个系统分别与第三个系统达到 热平稳,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平 衡；一切达到热平稳的系统都具有相同的温度；4摄氏温度 t 与热力学温度 T 的关系：Tt273.15 K；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -一、状态参量与平稳态 1热力学系统 通常把由大量分子组成的讨论对象称为热力学系统；2外界 指系统之外与系统发生相互作用的其他物体的统称；3状态参量描述系统热学性质的物理量,常用的物理量有几何参量体积V、力学参量压强p、热学参量温度 T；4平稳态 系统在没有外界影响的情形下,经过足够长的时间,各部分的状态参量达到稳固的状 态；二、热平稳与温度 1热平稳： 两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化；2热平稳固律： 假如两个系统分别与第三个系统达到热平稳,那么这两个系统彼此之 间也必定处于热平稳；3热平稳的性质：一切达到热平稳的系统都具有相同的温度；4温度： 表征互为热平稳系统的共同热学性质的物理量；三、温度计与温标 1常见温度计的测温原理细心整理归纳 精选学习资料 名称测温原理 第 2 页,共 13 页 水银温度计依据水银的热膨胀的性质来测量温度金属电阻温依据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度度计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -气体温度计 依据气体压强随温度的变化来测量温度热电偶温度 计依据不同导体,因温差产生电动势的大小不同来测量温度2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 之间匀称分成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,规定摄氏温度的于摄氏温度的一度；3摄氏温度与热力学温度：273.15_为零值,它的一度等摄氏温度：摄氏温标表示的温度,用符号t 表示,单位摄氏度,符号为；热力学温度：热力学温标表示的温度,用符号 为 K ；换算关系： Tt273.15_K ；1自主摸索 判一判 1平稳态是一种抱负情形； T 表示,单位开尔文,简称开,符号细心整理归纳 精选学习资料 2处于热平稳的两个系统具有相同的热量；× 第 3 页,共 13 页 3现代技术可以达到肯定零度；× 4摄氏温度和热力学温度都是从零开头的；× 50 的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K ； 6温度上升了10 也就是上升了10 K ； - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2合作探究 议一议1一根长铁丝一端插入100 的沸水中,另一端放入0 恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁丝有肯定的分布,而且不随时间变化,这种状态是否为平稳态？提示： 这种状态不是平稳态,只是一种稳固状态,由于存在外在因素的影响；2当系统处于平稳态时,系统的全部性质都不随时间变化,是肯定不变的吗？提示： 不是；平稳态是一种抱负情形,由于任何系统完全不受外界影响是不行能的,即使系统处于平稳态,仍可能发生偏离平稳态的微小变化；3试从宏观和微观两个角度懂得温度这个概念；提示： 宏观上,温度表示物体的冷热程度；微观上温度反映分子热运动的猛烈程度,是分子平均动能大小的标志；对平稳态与热平稳的懂得细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1正确懂得平稳态 1热力学的平稳态是一种动态平稳,组成系统的分子仍在不停地做无规章运动,只是 分子运动的平均成效不随时间变化,表现为系统的宏观性质不随时间变化；2平稳态是一种抱负状态,由于任何系统完全不受外界影响是不行能的；2对热平稳的懂得 两个系统达到热平稳后再把它们分开,假如分开后它们都不受外界影响,再把它们重 新接触,它们的状态不会发生新的变化；因此,热平稳概念也适用于两个原先没有发生过 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 个系统原先是处于热平稳的；3平稳态与热平稳的区分 1平稳态是对某一系统而言的,是系统的状态,热平稳是对两个接触的系统之间的关 系而言的；2分别处于平稳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稳；达到热平稳的两个系统都处于平稳态；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -典例 关于平稳态和热平稳,以下说法中正确的有 A只要温度不变且到处相等,系统就肯定处于平稳态 B两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原先的温度是相等的 C热平稳就是平稳态 D处于热平稳的几个系统的压强肯定相等 思路点拨 解答此题应留意以下两点：1一个系统的温度、压强、体积等都不变化时,才是处于平稳状态；2如两个系统的温度相等,就两个系统已达到热平稳；解析 一般来说, 描述系统的状态参量不只是一个,依据平稳态的定义知全部性质都不随时间变化,系统才处于平稳态,A 错误；依据热平稳的定义知处于热平稳的两个系统温度相同,故 B 正确、 D 错误；平稳态是针对某一系统而言的,热平稳是两个系统相互影响的最终结果,可见 C 错误；答案 B 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -解答热平稳问题的三个要点1平稳态与热平稳不同,平稳态指的是一个系统内部达到的一种动态平稳；2必需要经过较长一段时间,直到系统内全部性质都不随时间变化为止；3系统与外界没有能量的交换；1多项 以下说法正确选项 A两个系统处于热平稳时,它们肯定具有相同的热量B假如两个系统分别与第三个系统达到热平稳,那么这两个系统也必定处于热平稳 C温度是打算两个系统是否达到热平稳状态的唯独物理量 D热平稳固律是温度计能够用来测量温度的基本原理解析： 选 BCD热平稳的系统都具有相同的状态参量 温度,所以A 项错, C 项正 第 7 页,共 13 页 - - - - - - - - - 确；由热平稳固律知,如物体A 与物体 B 处于热平稳,它同时也与物体C 处于热平稳,就细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -物体 B 与 C 的温度也相等,这也是温度计用来测量温度的基本原理,故 B、D 项正确；2关于热平稳,以下说法中错误选项 A系统甲与系统乙达到热平稳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 的水未达到热平稳C量体温时体温计需要和身体接触非常钟左右是为了让体温计跟身体达到热平稳D冷热程度相同的两系统处于热平稳状态解析： 选 B 两个系统达到热平稳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 A、 C、D 三项都正确, B 项错误；3多项 以下物体中处于热平稳状态的是 A冰水混合物处在 0 的环境中B将一铝块放入沸水中加热足够长的时间C冬天刚打开空调的教室内的空气D一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动,容器突然停止运动时,容器内的气体解析： 选 AB 冰水混合物的温度为 0 ,和环境的温度相同,处于热平稳状态,A 正确；铝块在沸水中加热足够长的时间,铝块和水的温度相同,处于热平稳状态,B 正确；冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不相同,未处于热平稳状态,C 错误；匀速运动的容器突然停止运动时,机械能转化为气体的内能,容器内的气体温度上升,未达到热平稳状态, D 错误；热力学温标与摄氏温标细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -摄氏温标和热力学温标的比较摄氏温标 热力学温标名称 /符号 摄氏温度 /t 热力学温度 /T单位 /符号 摄氏度 /开尔文 /K 一个标准大气压下冰水混合零度的规定273.15 物的温度T t273.15 K ,粗略表示为 Tt273 K 两者关系上升或降低 1 K 与上升或降低 1 相等1多项 以下关于摄氏温标和热力学温标的说法正确选项 A用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等C 1 K 就是 1 D当温度变化 1 时,也可说成温度变化 274.15 K 解析： 选 AB 中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标,A 对；两者关系是： Tt273.15 K ,所以用两者表示温度的变化时,两者的数值相等,B 对；当温度变化 1 时,也可说成温度变化 1 摄氏度的温差,C、D 错；1 K ,不能说 1 K 就是 1 ,只能是 1 开尔文的温差等于2多项 以下关于热力学温度的说法中正确选项 A热力学温度的零点是273.15 B 136 比 136 K 温度高C 0 等于 273.15 K D 1 就是 1 K 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -解析： 选 ABC热力学温度的零点是273.15 ,A 正确；由热力学温度与摄氏温度的关系 T273.15 K t 可知, 136 等于 137.15 K,0 等于 273.15 K,1 就是 274.15 K ,故 B、C 正确, D 错误；3多项 关于热力学温度,以下说法中正确选项 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,对应的热力学温度上升了 273 K t解析： 选 AB 由 T 273 K t 可知： 33 240 K ,A 、B 正确； D 中初态热力学温度为 273 K t,末态为 273 K 2t,温度变化t K ,故 D 错误；对于摄氏温度可取负值的范畴为 0 273 ,因肯定零度达不到,故热力学温度不行能取负值,故 C 错误；1多项 关于系统的状态参量,以下说法正确选项 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A描述运动物体的状态可以用压强等参量 B描述系统的力学性质可以用压强来描述 C描述气体的性质可用温度、体积等参量 D温度能描述系统的热学性质解析： 选 BCD描述运动物体的状态可以用速度、加速度、位移等参量,A 错；描述系统的力学性质可以用压强、电场强度、磁感应强度等来描述,B 对；描述气体的性质可用温度、体积、压强等参量,C 对；温度是用来描述物体冷热程度的物理量,可以描述系统的热学性质,D 对；2当甲、乙两物体相互接触后,热量从甲物体流向乙物体,这样的情形表示甲物体具有 B较大的比热容A较高的热量C较大的密度D较高的温度解析： 选 D热量总是从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,因此打算热量传播的打算因素是温度,D 项正确；A 、B、C 各选项所提到的条件均与此无关,故3多项 以下说法正确选项 A用温度计测量温度是依据热平稳的原理B温度相同的棉花和石头相接触,需要经过一段时间才能达到热平稳C如 a 与 b、c 分别达到热平稳,就b、c之间也达到了热平稳D两物体温度相同,可以说两物体达到热平稳 解析： 选 ACD 当温度计的液泡与被测物体紧密接触时,假如两者的温度有差异,它们之间就会发生热交换,高温物体将向低温物体传热,最终使二者的温度达到相等,即达到热平稳； A、D 对；温度相同,不会进行热传递,B 错；如 a 与 b、 c 分别达到热平稳,三者温度就相等了,所以 b、c 之间也达到了热平稳,C 对；4多项 以下说法中正确的有 A处于热平稳的两个系统的状态参量不再变化B达到热平稳的两个系统分开后,再接触时有可能发生新的变化C两个未接触的系统不行能处于热平稳D处于热平稳的几个系统的温度肯定相等解析： 选 AD 依据热平稳的定义,两个处于热平稳的系统,无论分开,仍是再接触,系统的状态参量都不再发生变化,故A 正确、 B 错误；一切达到热平稳的系统肯定都具有相同的温度,两个未接触的系统也可能处于热平稳,故 C 错误、 D 正确；5有关温标的说法正确选项 A温标不同,测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 13 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -B不同温标表示的温度数值不同,就说明温度不同C温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法,表示的温度数值没有关系解析： 选 A 温标不同,测量同一系统的温度数值一般不同,A 正确, B 错误；每一种温标的规定都有肯定意义,如摄氏温标的 0 表示一个标准大气压下冰的熔点,100 为一个标准大气压下水的沸点,C 错误；热力学温标和摄氏温标的数值关系有 Tt273 K ,D错误；6以下关于热力学温标说法不正确选项 A热力学温度的零度是273.15 ,叫做肯定零度B热力学温度的每一度的大小和摄氏温度的每一度大小是相同的C肯定零度是低温的极限,永久达不到D 1 等于 1 K 解析： 选 D 热力学温度和摄氏温度的每一度大小是相同的,两种温度的区分在于它们的零值规定不同,所以 A 、B、C 均正确；依据 Tt273.15 K 知, 1 为 274.15 K ,所以 D 不正确；7“ 在测铜块的比热容时,先把质量已知的铜块放入沸水中加热,经过一段时间后把它快速放入质量已知、温度已知的水中,并用温度计测量水的温度,当水温不再上升时,这就是铜块与水的共同温度,依据试验的数据就可以运算铜块的比热容；” 以上的表达中,哪个地方涉及了“ 平稳态” 和“ 热平稳” 的概念？解析： 铜块放入水中加热经过一段时间后铜块和沸水各自达到“ 平稳态 ” ,它们这两个系统达到 “ 热平稳 ” ,铜块的温度就等于沸水的温度；当把铜块和温度计放入质量已知、温度已知的水中时,铜块、温度计和水三者发生热传递,当水温不再上升时,水、铜块和温度计各自达到“平稳态 ” ,三者达到 “ 热平稳 ” ； 第 12 页,共 13 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -答案： 见解析8假设房间向环境传递热量的速率正比于房间和环境之间的温度差,暖气片向房间传递热量的速度也正比于暖气片与房间之间的温度差；暖气片温度恒为 T 0,当环境温度为5 时,房间温度保持在 22 ；当环境温度为15 时,房间温度保持为 16.5 ；1求暖气片的温度 T0；2给房子加一层保温材料,使得温差肯定时房间散热的速率下降 20% ,求环境温度为15 时房间的温度；T2解析：1设两次房间温度分别为T122 ,T 116.5 ,环境温度分别为T2 5 , 15 ；设暖气片向房间的散热系数为k1,房间向环境的散热系数为k2,当房间温度平稳时暖气片向房间的散热速率与房间向环境的散热速率相同,就有：k1T0T 1k2T1T 2k1T0T 1k 2T1T2整理得：T 2T 1T 2T 1T0T 1T 2 T 1T 2 5× 16.5 15 × 2255 16.5 15 22 5 2设此时房间的温度为 T1就 k 1T 0 T1 1 20% k2T1 T2由式可知,k1 k2 T1T 222 55522911就由式得细心整理归纳 精选学习资料 T1 k 1T 00.8k2T2k10.8k 2 第 13 页,共 13 页 9× 550.8× 11×90.8× 111520.4 ；答案： 155 220.4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -