資源簡介

新授課
第二章 氣體、固體和液體
第1課時 溫度和溫標
【學習目標】
能理解平衡態和熱平衡 能理解溫度和溫標
【學習活動】
學習任務
目標1：能理解平衡態和熱平衡 任務：根據教材P19-20頁的內容解決下面情景中的問題。 情景1：假如一個容器用擋板K隔開，容器中的 氣體被分成A、B兩部分，它們的壓強分別為pA、pB，溫度分別為TA、TB。 問題： （1）打開擋板K后，如果容器與外界沒有能量交換，經過一段時間后，容器內的氣體會是什么狀態？ （2）你能說出描述熱力學系統的狀態量有哪些嗎？ 情景2：如圖所示，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間，一根長鐵絲，一端插入100°C的沸水中，另一端插入0 °C的恒溫源中，經過足夠長的時間，溫度隨鐵絲有一定的分布，而且不隨時間變化。 問題： 沸水中的雞蛋和鐵絲的最終狀態處于平衡態嗎？ 兩個溫度不相同的物體相互接觸，經過一定時間一定能達到熱平衡嗎？ “平衡態”就是“熱平衡”嗎？ [知識生成]
目標2：能理解平衡態和熱平衡 任務：根據教材P21頁的內容完成情景中的問題 情景：一種測量物體溫度的溫度計如圖所示。玻璃泡中有測溫物質，玻璃管上標有刻度(可讀出溫度計的測量范圍和分度值)。 問題： (1)為什么用同一溫度計可以測量不同物體的溫度？ (2)溫度和溫標相同嗎 為什么 (3) 為什么關系式T=t＋273.15K中，t的單位用°C，T的單位用K [知識生成]
【學習總結】
請畫出本課時的思維導圖
2新授課
第二章 氣體、固體和液體
第1課時 溫度和溫標
【學習目標】
能理解平衡態和熱平衡 能理解溫度和溫標
【學習活動】
學習任務
目標1：能理解平衡態和熱平衡 任務：根據教材P19-20頁的內容解決下面情景中的問題。 情景1：假如一個容器用擋板K隔開，容器中的 氣體被分成A、B兩部分，它們的壓強分別為pA、pB，溫度分別為TA、TB。 問題： （1）打開擋板K后，如果容器與外界沒有能量交換，經過一段時間后，容器內的氣體會是什么狀態？ （2）你能說出描述熱力學系統的狀態量有哪些嗎？ [參考答案] 一段時間后容器內會變成壓強和溫度一樣的、均勻的氣體 壓強p、體積V、溫度T 情景2：如圖所示，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間，一根長鐵絲，一端插入100°C的沸水中，另一端插入0 °C的恒溫源中，經過足夠長的時間，溫度隨鐵絲有一定的分布，而且不隨時間變化。 問題： 沸水中的雞蛋和鐵絲的最終狀態處于平衡態嗎？ 兩個溫度不相同的物體相互接觸，經過一定時間一定能達到熱平衡嗎？ “平衡態”就是“熱平衡”嗎？ 【參考答案】 （1）雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間，其溫度、壓強、體積都不再變化，雞蛋處于平衡態。長鐵絲的這種狀態不是平衡態，只是一種穩定狀態，因為存在外在因素的影響。 （2）不一定。如果一個物體的溫度持續升高，兩個物體之間總存在一個溫度差，此時就不能達到熱平衡。 （3）不是，“平衡態”指的是一個系統的狀態，“熱平衡”指的是兩個系統之間的關系，二者的本質不同。分別處于平衡態的兩個系統在相互接觸時，它們的狀態可能會發生變化，直到溫度相同時，兩系統便達到了熱平衡。達到熱平衡的兩個系統都處于平衡態。 [知識生成] 1.對熱平衡的理解 對于兩個相互作用的系統，如果它們之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導熱性能很好的材料接觸，這兩個系統的狀態參量將會互相影響 而分別改變。最后，兩個系統各自的狀態參量不再變化，說明兩個系統已經具有了某個“共同的熱學性質”，此時我們說兩個系統達到了熱平衡。 2.熱平衡定律的意義 熱平衡定律為溫度的測量提供了理論依據。因為互為熱平衡的系統具有相同的溫度，所以比較各系統溫度時，不需要將各個系統直接接觸，只需將 作為標準系統的溫度計分別與各系統接觸，即可比較各系統溫度的高低。 3.對平衡態的理解 (1)熱力學的平衡態是一種動態平衡，組成系統的分子仍在不停地做無規則運動，只是分子運動的平均動能不隨時間變化，表現為系統的宏觀性質不隨時間變化。 (2)平衡態是一種理想情況，因為任何系統完全不受外界影響是不可能的。系統處于平衡態時，因外界影響，仍可能發生偏離平衡狀態的微小變化。 4.熱平衡與平衡態的關系 (1)兩個溫度不同的物體，可能各自處于平衡態。 (2)兩個溫度不同的物體相互接觸時，這兩個物體組成的系統處于非平衡態;最終兩個系統之間的關系是熱平衡。 (3). 兩個系統達到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態不會發生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發生過作用的系統。因此可以說，只要兩個系統在接觸時它們的狀態不發生變化，我們就說這兩個系統原來是處于熱平衡的。
目標2：能理解平衡態和熱平衡 任務：根據教材P21頁的內容完成情景中的問題 情景：一種測量物體溫度的溫度計如圖所示。玻璃泡中有測溫物質，玻璃管上標有刻度(可讀出溫度計的測量范圍和分度值)。 問題： (1)為什么用同一溫度計可以測量不同物體的溫度？ (2)溫度和溫標相同嗎 為什么 (3) 為什么關系式T=t＋273.15K中，t的單位用°C，T的單位用K [參考答案] (1) 依據熱平衡定律，可知只要溫度計與所測的系統達到熱平衡，溫度計與該系統就有相同的溫度。 (2) 不相同。溫標是定量地描述溫度的方法，通常包含三個要素: ①選擇某種具有測溫屬性的測溫物質; ②了解測溫物質隨溫度變化的函數關系; ③確定溫度的零點和分度的方法。從宏觀角度說，溫度表示物體的冷熱程度，溫度的嚴格定義是建立在熱平衡定律基礎上的熱平衡定律指出，兩個系統相互處于熱平衡時，存在一個數值相等的物理量，這個物理量就是溫度。 (3) 攝氏溫度變化1 °C與熱力學溫度變化1K是等效的，即在表示溫度差的時候可以用攝氏度(°C)代替開爾文(K)，1 °C與1 K相等。因此T=t+273.15K中，t的單位用°C，T的單位用K。 [知識生成] 1.攝氏溫標和熱力學溫標的關系 (1)在表示溫差時，1 K與1 °C相等;在表示溫度時二者的關系是 T=t+273.15 K。 (2) 攝氏溫標中零上表示溫度比0°C高，通常用正數表示;零下表示溫度比0°C低，通常用負數表示 (3 )熱力學溫標的零值是低溫的極限，即-273.15 °C。 2.溫度計的測溫原理 兩個處于熱平衡的系統，具有相同的溫度。溫度計與待測物體接觸，二者最終達到熱平衡，所以溫度計的溫度與待測物體的溫度相同。
【學習總結】
請畫出本課時的思維導圖 (
系統
) (
狀態參量
) (
狀態參量與平衡態
) (
平衡態
) (
溫度和溫標
) (
熱平衡定律
) (
熱平衡
) (
熱平衡與溫度
) (
共同的熱學性質
) (
溫度計與溫標
)
2

展開更多......

收起↑