資源簡介

2.1 溫度和溫標(biāo)學(xué)案
一學(xué)科核心素養(yǎng)
物理觀念∶理解狀態(tài)參量、平衡態(tài)溫度、熱力學(xué)溫度的概念，理解熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的區(qū)別和聯(lián)系。
科學(xué)思維∶對比分析平衡態(tài)與熱平衡之間的關(guān)系，知道溫度它們是共同的熱學(xué)性質(zhì)。
科學(xué)探究：利用玻璃瓶模擬伽利略的溫度計(jì)，知道溫度計(jì)的普遍原理。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶溫度的使用，再次體現(xiàn)了知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力為社會(huì)服務(wù)的生動(dòng)例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
二學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系。
難點(diǎn)：熱平衡與溫度的關(guān)系。
三課前預(yù)習(xí)
1．?dāng)z氏溫標(biāo)：在1954年以前，標(biāo)準(zhǔn)溫度的間隔是用兩個(gè)定點(diǎn)確定的。它們是水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)（汽化點(diǎn)）和冰在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的熔點(diǎn)（冰點(diǎn)）攝氏溫標(biāo)（以前稱為百分溫標(biāo)）是由瑞典天文學(xué)家A。攝爾修斯設(shè)計(jì)的，以冰點(diǎn)定作0℃，汽化點(diǎn)定作100℃，因此在這兩個(gè)固定點(diǎn)之間共為100℃，即一百等份，每等份代表1度；用1℃表示。用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度.攝氏溫標(biāo)用度作單位，常用t表示。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-273.15℃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)用K表示單位，常用T表示。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-273℃為絕對零度，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，室溫27℃可以表示為________K，水的沸點(diǎn)是_________℃，即________K。
（3）如果物體的溫度升高1℃，那么，物體的溫度將升高_(dá)________K。
2．熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t
（1）攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下___________為0℃，___________為100℃，在0℃和100℃之間均勻分成___________等份，每份算作1℃。
（2）熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法。熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫___________。用符號(hào)T表示，單位是___________，符號(hào)為___________。
（3）攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T=___________K。
3．熱平衡與溫度
（1）熱平衡：兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間，各自的狀態(tài)參量___________，說明兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫作熱平衡。
（2）熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于___________
（3）溫度：熱平衡中，表征“共同的___________性質(zhì)”的物理量。
（4）熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的___________
4．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界
（1）熱力學(xué)系統(tǒng)：由_______組成的研究對象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。
（2）外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生_______的其他物體統(tǒng)稱外界。
5．?dāng)z氏溫標(biāo)：在1954年以前，標(biāo)準(zhǔn)溫度的間隔是用兩個(gè)定點(diǎn)確定的。它們是水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)（汽化點(diǎn)）和冰在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下與飽和空氣的水相平衡時(shí)的熔點(diǎn)（冰點(diǎn)）。攝氏溫標(biāo)（以前稱為百分溫標(biāo)）是由瑞典物理學(xué)家攝爾修斯設(shè)計(jì)的。如圖所示，以冰點(diǎn)定為0 ℃，汽化點(diǎn)定為100 ℃，因此在這兩個(gè)固定點(diǎn)之間共為100 ℃，即一百等份，每等份代表1度，用1 ℃表示，用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度。攝氏溫標(biāo)用度作單位，常用t表示。熱力學(xué)溫標(biāo)由開爾文創(chuàng)立，把－273.15 ℃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)用K表示單位，常用T表示。試回答：
如果可以粗略地取－273 ℃為絕對零度。在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為______℃，即為______ K。
6．熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t
（1）攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法．規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下_______為0℃，_______為100℃，在0℃和100℃之間均勻分成_______等份，每份算做1℃。
（2）熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度，用符號(hào)_______表示，單位是_______，符號(hào)為_______。
（3）攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T＝t＋_______K。
7．已知某物理量與熱力學(xué)溫度成正比，請把這個(gè)關(guān)系式用等式表示出來。現(xiàn)在用攝氏溫度來表示溫度，這個(gè)關(guān)系式又該怎么寫_____？分別畫出圖像_____和圖像的草圖____。
8．一個(gè)圓柱形汽缸，缸內(nèi)有一個(gè)可以無摩擦滑動(dòng)的活塞。已知活塞的橫截面積為S，活塞所受重力為G，大氣壓強(qiáng)為。當(dāng)按圖中三種方式放置時(shí)，活塞均保持平衡，則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為：_________；___________；___________。
四自我檢測
1．下列說法中正確的是（　　）
A．已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則這種物體的分子體積為
B．當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子勢能最小
C．紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長最短
D．甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體大
2．從微觀角度分析宏觀現(xiàn)象是學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象的重要方法，下列關(guān)于熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)分析正確的是（　　）
A．分子間距離增大時(shí)，分子間作用力先增大再減小
B．溫度升高，物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能都增大
C．布朗運(yùn)動(dòng)說明懸浮在液體中的固體顆粒內(nèi)的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
D．溫度升高，物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能增大
3．下列說法中正確的是（　　）
A．只要溫度相同，任何物體分子的平均動(dòng)能都相同
B．分子動(dòng)能指的是由于分子定向運(yùn)動(dòng)而具有的能
C．10個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢能的總和就是這10個(gè)分子的內(nèi)能
D．溫度高的物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率一定大于溫度低的物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率
4．下面的表格是某年重慶1-6月份的氣溫與氣壓對照表：
月份 1 2 3 4 5 6
平均氣溫/℃ 9 16 18 20 25 28
平均大氣壓/103Pa 97.3 97.1 97.0 96.9 96.6 96.4
根據(jù)表數(shù)據(jù)可知：該年該地區(qū)從1月份到6月份（　　）A．速率大的空氣分子所占比例逐漸增加
B．所有空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都有增強(qiáng)的趨勢
C．所有空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都有減弱的趨勢
D．單位時(shí)間內(nèi)單位面積所受氣體分子碰撞的總沖量呈增強(qiáng)的趨勢
5．下列說法正確的是（　　）
A．分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小
B．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的
C．質(zhì)量、溫度相同的氫氣和氧氣，氧氣分子的平均動(dòng)能大
D．布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋☆w粒撞擊作用的不平衡引起的
6．下列說法正確的是（　　）
A．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大
B．懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯
C．當(dāng)分子間的距離減小時(shí)，分子勢能一定增大
D．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力變大而斥力減小
7．下列說法中正確的是（　　）
A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化時(shí)，其各個(gè)狀態(tài)參量都會(huì)改變
B．當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長的時(shí)間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會(huì)達(dá)到穩(wěn)定
C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量
D．處于平衡態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)，分子的熱運(yùn)動(dòng)停止
8．下列有關(guān)熱平衡的說法，正確的是（　　）
A．如果兩個(gè)系統(tǒng)在某時(shí)刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于熱平衡狀態(tài)
B．熱平衡定律只能研究兩個(gè)系統(tǒng)的問題
C．如果兩個(gè)系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個(gè)系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個(gè)系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)
D．兩個(gè)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別
9．下列說法正確的是（　　）
A．空氣中PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)
B．0℃的冰和0℃的水，它們的分子平均動(dòng)能不相同
C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大
D．用油膜法測出油酸分子直徑后，還需知道油酸的摩爾體積，可估算出阿伏伽德羅常數(shù)
10．下列說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．物體溫度是其內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志
B．物體的體積變化時(shí)，其內(nèi)部大多數(shù)分子間的距離將發(fā)生變化，因而物體內(nèi)部分子勢能的總量隨之改變
C．物體的動(dòng)能與勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能
D．相同溫度下，氫氣分子運(yùn)動(dòng)平均速率大于氧氣分子平均速率
參考答案：
三課前預(yù)習(xí)
1． T=t+273.15K 300 100 373 1
2． 冰水混合物的溫度 沸水的溫度 100 熱力學(xué)溫度 開爾文 K t+273.15
3． 不再變化 熱平衡 熱學(xué) 溫度
4． 大量分子 相互作用
5． 0 273
6． 冰的熔點(diǎn) 水的沸點(diǎn) 100 T 開爾文 K 273.15
7．
8． p0
四自我檢測
1．B
2．D
3．A
4．A
5．D
6．A
7．B
8．C
9．D
10．C
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