2.1 温度和温标 导学案（含解析）

温度和温标
学习目标：
知道是状态参量，什么是平衡态
2、理解热平衡的概念及热平衡定律，体会生活中的热平衡现象。　　
３、理解温度的意义
4、知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计
5、掌握温度的定义，知道什么是温标、热力学温标，以及热力学温度的表示。理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。
学习重、难点：
热平衡定律又叫热力学第零定律是本节的重点
学法指导：
自主学习，合作完成、教师点拨
知识链接
1．今天的天气不错，气温估计在20摄氏度，正是我们学习的好天气，然而在我国北方的一些地方气温还在0摄氏度以下，请问同学们20摄氏度和0摄氏度以下有无区别，怎样规定的？
　　2．小时候就听人说其他星球上的温度为零下几百度，到底有没有这样的地方，如果有，在哪里？
　　学习过程：
【自主学习】：仔细反复研读教材初步掌握本节内容，完成下列任务：
　　1、 状态参量：在研究系统的各种性质（包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等）时需要用到一些物理量，例如，用体积描述它的几何性质，用压强描述力学性质，用温度描述热学性质，等等。这些 ，叫做系统的状态参量。
　　2、 平衡态与非平衡态 （可以举例说明什么是平衡态与非平衡态）
【补充说明】
　　① 在外界影响下，系统也可以处于一种宏观性质不随时间变化的状态，但这不是平衡态。比如：一根长铁丝，一端插入1000C的沸水中，另一端放在00C恒温源中，经过足够长时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不随时间变化，这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外界的影响，当撤去外界影响，系统各部分的状态参量就会变化。
　　② 热力学系统的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化。而力学中的平衡是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动。
　　③ 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，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
　　3、两个系统达到了热平衡是指?
　　【说明】热平衡概念不仅适用于相互作用的系统，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他们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是?
　　4、热平衡定律又叫 ，其内容表述为：?
　　5、温度的概念：?
　　6、决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量是 ；一切达到热平衡的物体都具有相同的 。实验室常用温度计的原理是：?
　　例如：在一个绝热的系统中，有一块烧烫的铁块，还有一些较冷的沙土。使两者接触，铁块会慢慢变冷，沙土会慢慢变热，后来她们变得一样“热”了，就不再变了。这种“冷热程度相同”就是他们的“共同性质”。这个“共同性质”的物理量即为 。
　　7、温度计与温标：
　　用来测温度的仪器叫 ，自从制造了第一个温度计后，温度就不再是一个主观感觉，而形成了一个客观的物理量。到目前，形形色色的温度计已经应用在各种场合。
　　如果要想定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是 。也就是说，为了表示出温度的数值，对温度零点、分度方法所做的规定，就是温标。
　　【补充说明】生活中常见的温标有摄氏温标、华氏温标等。不同的温标都包含三个要素：第一，选择某种具有测温属性的测温物质；第二，了解测温物质随温度变化的函数关系；第三，确定温度零点和分度方法。
　　8、热力学温标表示的温度叫做 ，它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号 表示，单位是 ，符号是 。摄氏温度与热力学温度的关系是 。
　【巩固练习】
　一、对热平衡的理解
【例1】　(多选题)关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有(　　)
A．只要温度不变且处处相等，系统一定处于平衡态
B．两个系统在接触时，它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的
C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡
【解析】　一般来说，描述系统的状态参量不止一个.只有描述系统的所有状态参量不再变化时系统才处于平衡态，而表征热平衡的状态量是温度，温度不变时系统处于热平衡.故A选项错误，B选项正确，C选项正确.根据热平衡定律可知D选项正确.
巩固练习1　(多选题)关于热平衡，下列说法正确的是(　　)
A．系统甲与系统乙达到热平衡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 ℃的水未达到热平衡
C．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡
D．热平衡就是平衡态
二、热力学温度与摄氏温度的关系
【例2】　(多选题)关于热力学温度，下列说法中正确的是(　　)
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℃，对应的热力学温度升高了t＋273 K
　【解析】　本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系．T＝t＋273 K，由此可知：－33 ℃＝240 K，A正确，同时B正确；D中初态热力学温度为t＋273 K，末态为2t＋273 K，温度变化t K，故D错；对于摄氏温度可取负值的范围为0～－273 K，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错．对同一温度来说，用不同的温标表示，数值不同，这是因为零值的选取不同．
　巩固练习2　(多选题)关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是(　　)
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制的基本单位
B．温度升高了1 ℃就是升高了1 K
C．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关
D．0 ℃温度可用热力学温度粗略地表示为273 K
三、有关温度计的使用
【例3】　实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实验温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数，其中正确的是(　　)
A．41 ℃、60 ℃　B．21 ℃、40 ℃
C．35 ℃、56 ℃ D．35 ℃、36 ℃
【解析】　此温度计每一刻度表示的实际温度应为 ℃＝ ℃，当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为41－20＝21(格)，对应的实际温度为21× ℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20开始上升格数＝36(格)，它的示数应为36 ℃＋20 ℃＝56 ℃，所以C正确．
巩固练习3　如图是四种测液体温度的方法，其中正确的是(　　)
【思考与练习1、4】
人到底能耐受多高的温度
英国有两位物理学家曾做过以下试验：他们钻进了烤面包的炉子，而这时炉内干燥空气的温度竟达160 ℃，两人却安全地在炉内呆了几个小时，这可不是神话，而是千真万确的事实．那么，这究竟是什么道理呢？
原来，这两位科学家在炉内站在垫板上，不直接接触炉底，也不碰炉壁，实际上他们处在干燥的空气之中，在干燥的空气里，人能用出汗的办法调节体温，汗水蒸发时，从紧贴人体的那层空气吸热，人体周围这层空气的温度就降低了．
因此，人就能在温度比较高的环境中生活．同样是盛夏酷暑，我们往往会有这种感觉，空气干燥，即使气温高，也感觉“热得爽快”；而空气潮湿的话，由于蒸发比较困难，就感到又闷又热，十分难受了．
世界上第一只温度计是谁发明的
世界上第一个研制温度计的是著名科学家伽利略。大约在1599年，伽利略制作了一根玻璃管，管的一端是玻璃泡，另一端开口。他先把玻璃泡加热，使玻璃管中的空气跑出一部分，然后把开口端入水中，这时水会进入玻璃管中，升到一定高度就停止不动了，形成一个高于外部水面的一个水柱。当天气变热时，玻璃管里的水柱就会降低，天气越热，降低得越多；反之，当天气变冷时，玻璃管里的水柱就会升高，天气越冷，升高得越多。也就是说，玻璃管中水柱的高度反应了天气冷热变化的程度。当然，这只是很粗糙地反映，不能准确地说明天气冷热变化的程度。但是，这毕竟是世界上最早的温度计，它开创了人类测量温度的先河。后来和温度计，只是这种方法的改进。 现在，温度计有好多种，如果水银温度计、酒精温度计、煤油温度计、热敏温度计、红外线温度计等等。