人教版选择性必修三第二章2.1 温度和温标学案

2.1 温度和温标学案
一学科核心素养
物理观念∶理解状态参量、平衡态温度、热力学温度的概念，理解热力学温度与摄氏温度的区别和联系。
科学思维∶对比分析平衡态与热平衡之间的关系，知道温度它们是共同的热学性质。
科学探究：利用玻璃瓶模拟伽利略的温度计，知道温度计的普遍原理。
科学态度与责任∶温度的使用，再次体现了知识转化为生产力为社会服务的生动例子，激发学生学习物理的兴趣。
二学习重难点
重点：热力学温度和摄氏温度的关系。
难点：热平衡与温度的关系。
三课前预习
1．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下的熔点（冰点）摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典天文学家A。摄尔修斯设计的，以冰点定作0℃，汽化点定作100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度；用1℃表示。用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度.摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把-273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标（或绝对温标）热力学温标用K表示单位，常用T表示。试回答：
（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：__________。
（2）如果可以粗略地取-273℃为绝对零度，在一标准大气压下，室温27℃可以表示为________K，水的沸点是_________℃，即________K。
（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高_________K。
2．热力学温度T与摄氏温度t
（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___________为0℃，___________为100℃，在0℃和100℃之间均匀分成___________等份，每份算作1℃。
（2）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法。热力学温标表示的温度叫___________。用符号T表示，单位是___________，符号为___________。
（3）摄氏温度与热力学温度的关系为T=___________K。
3．热平衡与温度
（1）热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量___________，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___________
（3）温度：热平衡中，表征“共同的___________性质”的物理量。
（4）热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的___________
4．热力学系统和外界
（1）热力学系统：由_______组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。
（2）外界：系统之外与系统发生_______的其他物体统称外界。
5．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0 ℃，汽化点定为100 ℃，因此在这两个固定点之间共为100 ℃，即一百等份，每等份代表1度，用1 ℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度。摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由开尔文创立，把－273.15 ℃作为零度的温标，叫做热力学温标（或绝对温标）。热力学温标用K表示单位，常用T表示。试回答：
如果可以粗略地取－273 ℃为绝对零度。在一标准大气压下，冰的熔点为______℃，即为______ K。
6．热力学温度T与摄氏温度t
（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_______为0℃，_______为100℃，在0℃和100℃之间均匀分成_______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，热力学温标表示的温度叫热力学温度，用符号_______表示，单位是_______，符号为_______。
（3）摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋_______K。
7．已知某物理量与热力学温度成正比，请把这个关系式用等式表示出来。现在用摄氏温度来表示温度，这个关系式又该怎么写_____？分别画出图像_____和图像的草图____。
8．一个圆柱形汽缸，缸内有一个可以无摩擦滑动的活塞。已知活塞的横截面积为S，活塞所受重力为G，大气压强为。当按图中三种方式放置时，活塞均保持平衡，则缸内气体的压强分别为：_________；___________；___________。
四自我检测
1．下列说法中正确的是（　　）
A．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则这种物体的分子体积为
B．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
C．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体大
2．从微观角度分析宏观现象是学习和认识热现象的重要方法，下列关于热现象的微观本质分析正确的是（　　）
A．分子间距离增大时，分子间作用力先增大再减小
B．温度升高，物体内所有分子的动能都增大
C．布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒内的分子在做无规则运动
D．温度升高，物体内分子的平均动能增大
3．下列说法中正确的是（　　）
A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同
B．分子动能指的是由于分子定向运动而具有的能
C．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
D．温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中的每一个分子的运动速率
4．下面的表格是某年重庆1-6月份的气温与气压对照表：
月份 1 2 3 4 5 6
平均气温/℃ 9 16 18 20 25 28
平均大气压/103Pa 97.3 97.1 97.0 96.9 96.6 96.4
根据表数据可知：该年该地区从1月份到6月份（　　）A．速率大的空气分子所占比例逐渐增加
B．所有空气分子热运动的剧烈程度都有增强的趋势
C．所有空气分子热运动的剧烈程度都有减弱的趋势
D．单位时间内单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增强的趋势
5．下列说法正确的是（　　）
A．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小
B．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
C．质量、温度相同的氢气和氧气，氧气分子的平均动能大
D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的
6．下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大
B．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显
C．当分子间的距离减小时，分子势能一定增大
D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小
7．下列说法中正确的是（　　）
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改变
B．当系统不受外界影响，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．处于平衡态的热力学系统，分子的热运动停止
8．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两个系统的问题
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
9．下列说法正确的是（　　）
A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动
B．0℃的冰和0℃的水，它们的分子平均动能不相同
C．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D．用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积，可估算出阿伏伽德罗常数
10．下列说法错误的是（　　）
A．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志
B．物体的体积变化时，其内部大多数分子间的距离将发生变化，因而物体内部分子势能的总量随之改变
C．物体的动能与势能的总和，叫做物体的内能
D．相同温度下，氢气分子运动平均速率大于氧气分子平均速率
参考答案：
三课前预习
1． T=t+273.15K 300 100 373 1
2． 冰水混合物的温度 沸水的温度 100 热力学温度 开尔文 K t+273.15
3． 不再变化 热平衡 热学 温度
4． 大量分子 相互作用
5． 0 273
6． 冰的熔点 水的沸点 100 T 开尔文 K 273.15
7．
8． p0
四自我检测
1．B
2．D
3．A
4．A
5．D
6．A
7．B
8．C
9．D
10．C
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