一、能量守恒定律优秀教学设计

题目

7.4

温度和温标

7.5

内能

3课时

学习

目标

1、知道什么是状态参量，什么是平衡态。什么是热平衡，什么是热平衡定律。知道温度的表示方法。知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计。理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。

2、知道分子热运动动能跟温度有关。知道温度是分子热运动平均动能的标志。知道什么是分子势能，改变分子间的距离必须克服分子力做功。知道分子势能跟物体体积有关。 3、知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关。能够区别内能和机械。

学习

疑问

学习

建议

一、状态参量与平衡态 1．系统和外界 (1)系统：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做

，简称系统。

学_科_网Z_X_X_K][来源:(2)外界：系统之外与系统发生 的其他物体统称为外界。

2．状态参量：在热学中，为确定系统的状态，需要用到的一些物理量，如

、 、

等。 3．平衡态：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个

不再随时间变化的 状态，这种状态叫平衡态。

二、热平衡与温度 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间以后，这两个系统的___ _______都不再变化，我们说这两个系统达到了热平衡。

2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到___ _____，那么这两个系统彼此之间也必然处于___ _____，这个结论称为热平衡定律，它又叫___ ____定律。

3．温度：两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同____ ________”，我们把表征这一“共同____ ______”的物理量叫做温度。一切达到____ ____的系统都具有相同的温度。

三、温度计和温标 1．温度计的测温原理 (1)水银温度计是根据物体 的性质来测量温度的．

(2)金属电阻温度计是根据金属的

随

的变化来测量温度的．

(3)气体温度计是根据

与

的关系来测量温度的．

(4)热电偶温度计是根据不同导体，因 产生电动势的大小来测量温度的．

2.温标

(1)定义：___ ___描述温度的方法称为温标。

(2)两种温标

①摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，这种温标规定标准大气压下冰的熔点为_ __ ℃，水的沸点为_ __ ℃。在0 ℃和100 ℃之间均匀分成__ ____等份，每份为1 ℃。

②热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，这种温标规定摄氏温度的_ __ ℃为零值。

(3)摄氏温度与热力学温度

①摄氏温度：用__ ____温标表示的温度，用符号_ ___表示，单位是_ ______，用符号__ ___表示。

②热力学温度：用____ ____温标表示的温度，它是国际单位制中七个___ ___物理量之一，用符号__ __表示，单位是____ ____，简称_ ___，符号为_ _____。

③换算关系：T＝____ ________。

[来源:Z&xx&k.Com]

四、温度与分子平均动能

1．分子动能：分子由于做 所具有的动能．

2．平均动能：大量分子动能的 3．温度与平均动能的关系

(1)温度升高时，分子平均动能 ；温度降低时，分子平均动能 (填“增加”或“减小”)

(2)分子热运动的平均动能与物体的热力学温度成 (3)温度的微观本质：温度是物体内分子热运动 的标志．

五、分子势能

1．定义：分子具有的由分子间的 决定的势能．

2．分子势能的决定因素

(1)宏观上：与物体的 有关．

(2)微观上：与分子间的 有关．

①若r>r0，当r增大时，分子势能 ②若r

1．定义：物体中所有分子热运动的 和 的总和．

2．普遍性：分子永不停息地做 、分子间有 ，所以任何物体都具有 3．相关因素：物体的内能与物体的 、 和 有关．

【合作探究一】分子动能

问题1：做热运动的分子具有动能，各个分子的动能相同吗？

问题2：物体分子运动的总动能为所有分子热运动动能的总和，试从微观和宏观两个角度分析分子的总动能与哪些因素有关．

【归纳总结】

一、温度与分子动能、分子平均动能的关系

1、在宏观上温度是表示物体 的物理量．在微观上温度是物体中分子热运动的

的标志。

2、在相同温度下，各种物质分子的平均动能都 ，温度升高，分子平均动能 ；温度降低，分子平均动能 。

3、在同一温度下，虽然不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率 。

【典题探究】

例1、(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是( ) A．两种气体分子的平均动能相等

B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率

C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能

D．两种气体分子热运动的总动能不相等

【合作探究二】分子势能

问题1：分子势能最小的位置在哪儿？最小等于零吗？

问题2：分子势能的正负能表示分子势能的大小吗？

【归纳总结】

二、分子势能与分子间距离r0的关系

1、当r>r0时，分子力表现为 ，r增大时，分子力做 (填“正”或“负”)功，分子势能 (填“增大”或“减小”).

2、当r

(填“正”或“负)功，分子势能 (填“增大”或“减小”).

3、当r＝r0时，分子势能 (填“最大”或“最小”).

4、如果取两个分子间相距无穷远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零，分子势能Ep与分子间距离r的关系可用如图所示的实线表示(分子力F与分子间距离r的关系如图中虚线所示)。

【典题探究】

例2、(多选)关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为零) ( ) A．体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小

B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能最小

C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大

D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大

例3、(多选)如图为两分子系统的势能EP与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是( ) A．当r>r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r

C．当r＝r2时，分子间的作用力为零

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

【合作探究三】内能

【归纳总结】

三、内能

1．内能的决定因素

(1)宏观因素：物体内能的大小由物体的 、 和 三个因素决定，同时也受 的影响．

(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子 、分子热运动的 和分子间的 三个因素决定．

2．内能与机械能的比较

能量名称

内能

机械能

对应的运动形式

微观分子热运动

宏观物体机械运动

能量常见的形式

分子动能、分子势能

物体的动能、重力势能或弹性势能

由物体内大量分子的由物体做机械运动、与地球相对位置能量存在的原因

无规则热运动和分子或物体形变决定

间相对位置决定

物体的质量、物体的温物体做机械运动的速度、离地高度(或影响因素

度和体积

相对于零势能面的高度)或弹性形变

是否为零

永远不能等于零

一定条件下可以等于零

联

系

在一定条件下可以相互转化

3.物态变化对内能的影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变．此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．

【典题探究】

例4．关于物体的内能，下列叙述中正确的是( ) A．温度高的物体比温度低的物体内能大

B．物体的体积增大时，内能也增大

C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同

D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同

【课堂检测】

1、(多选)下列说法正确的是( ) A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量

B．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

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．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理

2、(多选)下列关于热力学温度的说法中正确的是( ) A．－33℃＝240K B．温度变化1℃，也就是温度变化1K 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＋273K 3、(多选)关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是(

)

A．温度越低，物体分子热运动的平均动能越大

B．温度越高，物体分子热运动的平均动能越大

C．分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分

D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分

4、气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的(

)

A.温度和体积

B.体积和压强 C.温度和压强

D.压强和温度

5、关于分子动能，正确的说法是( ) A．某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零

B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大

C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多

D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高

6、(多选)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(

)

A．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子间势能增加

B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和

D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加

7、(多选)以下说法正确的是(

)

A．机械能为零、内能不为零是可能的

B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能

C．物体的速度增大时，物体的内能可能减小

D．0 ℃的冰的内能比等质量的0 ℃的水的内能大

8、(多选)设有甲、乙两分子，甲固定在0点，r0为其平衡位置间的距离，今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0。5r0处开始沿x方向运动，则(

)

A．乙分子的加速度先减小，后增大 B．乙分子到达r0处时速度最大

C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小 D．乙分子在r0处时，分子势能最小

1．如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的( ) A．温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化

B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的

C．温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态

D．温度、压强就会变得一样，但体积仍可变化

2．(多选)关于温度的物理意义，下列说法中正确的是( ) A．温度是物体冷热程度的客观反映

B．人如果感觉到某个物体很凉，就说明这个物体的温度很低

C．热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体

D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体

3．下列叙述正确的是( ) A．若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境

B．目前尚不知最低温是多少，最高温是多少

C．摄氏零下373度是低温的下限

D．任何物体，温度下降到某一点就不能再降

4．若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度[来源:Z.xx.k.Com]

的关系是( ) A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大

B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少

C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变

D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少

5.下列有关温度的各种说法中正确的是(

)

A．温度低的物体内能小

B．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小

C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

D．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同

6.一块100 ℃的铁与一块100 ℃的铝相比,以下说法中正确的是(

)

A.铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等

B.铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等

C.铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等

D.以上说法均不正确

7．(多选)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是( ) A．分子的平均动能和分子的总动能都相同

B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同

C．内能相同

D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能

8．(多选)比较氢气和氧气，不考虑分子势能，下面说法中正确的是(

)

A．相同温度下，氧分子和氢分子具有相同的平均速率

B．在相同温度下，氧分子和氢分子具有相同的平均动能

C．体积和温度都相同的氢气和氧气具有相同的内能

D．摩尔数和温度都相同的氢气和氧气具有相同的内能

9.对于分子势能与体积的关系,下列说法正确的是(

)

A.物体的体积增加,分子势能增大

B.气体分子的距离增大,分子势能减小

C.物体的体积增加,分子势能可能增大,也可能减小

D.物体的体积减小,分子势能增大

10.关于物体的内能,下列叙述中正确的是(

)

A.温度高的物体比温度低的物体内能大

B.物体体积增大时,内能也增大

C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同

D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同

11.(多选)关于内能和机械能的下列说法，正确的是( ) A．机械能增大的物体，其内能一定增大

B．物体的机械能损失时，内能却可能增加

C．物体的内能损失时，机械能必然会减小

D．物体的机械能可以为零，内能不可以为零

12．(多选)下列说法正确的是( ) A．温度高的物体内能一定大，但分子平均动能不一定大

B．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

C．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小

D．当分子间的距离增大时，分子力可能减小

13.如果将两个分子看成质点，当这两个分子之间的距离为r0时分子力为零，则分子力F及分子势能Ep随着分子间距离r的变化而变化的情况是( )

A．当rr0时，随着r变大，F变小，Ep变小 B．当rr0时，随着r变大，F变大，Ep变大

C．当rr0时，随着r变小，F变大，Ep变小 D．当rr0时，随着r变小，F变大，Ep变大

14.

(多选)设r=r0时分子间作用力为零,则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中,下列说法中正确的是(

)

A.r>r0时,分子力做正功,动能不断增大,势能减小

B.r=r0时,动能最大,势能最小

C.r

D.以上均不对

15.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远a处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲。图中b点合外力表现为引力，且为数值最大处，d点是分子靠得最近处。则下列说法正确的是( ) A．乙分子在a点势能最小

B．乙分子在b点动能最大

C．乙分子在c点动能最大

D．乙分子在d点加速度为零

16．(多选)如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是( ) A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．在r由r2增大的过程中，分子间的作用力做负功

D．在r由r1增大的过程中，分子间的作用力做正功