新授课
第二章 气体、固体和液体
第1课时 温度和温标
【学习目标】
能理解平衡态和热平衡 能理解温度和温标
【学习活动】
学习任务
目标1：能理解平衡态和热平衡 任务：根据教材P19-20页的内容解决下面情景中的问题。 情景1：假如一个容器用挡板K隔开，容器中的 气体被分成A、B两部分，它们的压强分别为pA、pB，温度分别为TA、TB。 问题： （1）打开挡板K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态？ （2）你能说出描述热力学系统的状态量有哪些吗？ 情景2：如图所示，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，一根长铁丝，一端插入100°C的沸水中，另一端插入0 °C的恒温源中，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。 问题： 沸水中的鸡蛋和铁丝的最终状态处于平衡态吗？ 两个温度不相同的物体相互接触，经过一定时间一定能达到热平衡吗？ “平衡态”就是“热平衡”吗？ [知识生成]
目标2：能理解平衡态和热平衡 任务：根据教材P21页的内容完成情景中的问题 情景：一种测量物体温度的温度计如图所示。玻璃泡中有测温物质，玻璃管上标有刻度(可读出温度计的测量范围和分度值)。 问题： (1)为什么用同一温度计可以测量不同物体的温度？ (2)温度和温标相同吗 为什么 (3) 为什么关系式T=t＋273.15K中，t的单位用°C，T的单位用K [知识生成]
【学习总结】
请画出本课时的思维导图
2新授课
第二章 气体、固体和液体
第1课时 温度和温标
【学习目标】
能理解平衡态和热平衡 能理解温度和温标
【学习活动】
学习任务
目标1：能理解平衡态和热平衡 任务：根据教材P19-20页的内容解决下面情景中的问题。 情景1：假如一个容器用挡板K隔开，容器中的 气体被分成A、B两部分，它们的压强分别为pA、pB，温度分别为TA、TB。 问题： （1）打开挡板K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态？ （2）你能说出描述热力学系统的状态量有哪些吗？ [参考答案] 一段时间后容器内会变成压强和温度一样的、均匀的气体 压强p、体积V、温度T 情景2：如图所示，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，一根长铁丝，一端插入100°C的沸水中，另一端插入0 °C的恒温源中，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。 问题： 沸水中的鸡蛋和铁丝的最终状态处于平衡态吗？ 两个温度不相同的物体相互接触，经过一定时间一定能达到热平衡吗？ “平衡态”就是“热平衡”吗？ 【参考答案】 （1）鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，其温度、压强、体积都不再变化，鸡蛋处于平衡态。长铁丝的这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响。 （2）不一定。如果一个物体的温度持续升高，两个物体之间总存在一个温度差，此时就不能达到热平衡。 （3）不是，“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平衡”指的是两个系统之间的关系，二者的本质不同。分别处于平衡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，两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。 [知识生成] 1.对热平衡的理解 对于两个相互作用的系统，如果它们之间没有隔热材料，它们相互接触，或者通过导热性能很好的材料接触，这两个系统的状态参量将会互相影响 而分别改变。最后，两个系统各自的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个“共同的热学性质”，此时我们说两个系统达到了热平衡。 2.热平衡定律的意义 热平衡定律为温度的测量提供了理论依据。因为互为热平衡的系统具有相同的温度，所以比较各系统温度时，不需要将各个系统直接接触，只需将 作为标准系统的温度计分别与各系统接触，即可比较各系统温度的高低。 3.对平衡态的理解 (1)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动能不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化。 (2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。系统处于平衡态时，因外界影响，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。 4.热平衡与平衡态的关系 (1)两个温度不同的物体，可能各自处于平衡态。 (2)两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态;最终两个系统之间的关系是热平衡。 (3). 两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果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，热平衡概念也适用于两个原来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来是处于热平衡的。
目标2：能理解平衡态和热平衡 任务：根据教材P21页的内容完成情景中的问题 情景：一种测量物体温度的温度计如图所示。玻璃泡中有测温物质，玻璃管上标有刻度(可读出温度计的测量范围和分度值)。 问题： (1)为什么用同一温度计可以测量不同物体的温度？ (2)温度和温标相同吗 为什么 (3) 为什么关系式T=t＋273.15K中，t的单位用°C，T的单位用K [参考答案] (1) 依据热平衡定律，可知只要温度计与所测的系统达到热平衡，温度计与该系统就有相同的温度。 (2) 不相同。温标是定量地描述温度的方法，通常包含三个要素: 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确定温度的零点和分度的方法。从宏观角度说，温度表示物体的冷热程度，温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的热平衡定律指出，两个系统相互处于热平衡时，存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度。 (3) 摄氏温度变化1 °C与热力学温度变化1K是等效的，即在表示温度差的时候可以用摄氏度(°C)代替开尔文(K)，1 °C与1 K相等。因此T=t+273.15K中，t的单位用°C，T的单位用K。 [知识生成] 1.摄氏温标和热力学温标的关系 (1)在表示温差时，1 K与1 °C相等;在表示温度时二者的关系是 T=t+273.15 K。 (2) 摄氏温标中零上表示温度比0°C高，通常用正数表示;零下表示温度比0°C低，通常用负数表示 (3 )热力学温标的零值是低温的极限，即-273.15 °C。 2.温度计的测温原理 两个处于热平衡的系统，具有相同的温度。温度计与待测物体接触，二者最终达到热平衡，所以温度计的温度与待测物体的温度相同。
【学习总结】
请画出本课时的思维导图 (
系统
) (
状态参量
) (
状态参量与平衡态
) (
平衡态
) (
温度和温标
) (
热平衡定律
) (
热平衡
) (
热平衡与温度
) (
共同的热学性质
) (
温度计与温标
)
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