氣體·熱力學(xué)溫標(biāo)·教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1．在物理知識方面的要求： （1）能正確理解熱力學(xué)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度這兩個基本概念，能熟練地進(jìn)行攝氏溫度和熱力學(xué)溫度間的單位換算，知道熱力學(xué)溫度是國際單位制中七個基本物理量之一。 （2）知道什么是“絕對零度”，并初步了解它的物理意義。 （3）能正確運(yùn)用熱力學(xué)溫度表述查理定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能用這種表述形式解答一些簡單的氣體等容變化問題。 2．通過讓學(xué)生根據(jù)閱讀提綱自讀和思考書本內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和邏輯推理思維能力。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．重點(diǎn)是使學(xué)生能正確理解熱力學(xué)溫度和掌握熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的單位換算關(guān)系。因?yàn)闊崃W(xué)溫度是重要的國際單位制中七個基本物理量之一，同時下節(jié)課將學(xué)習(xí)的“理想氣體狀態(tài)方程”也必須用熱力學(xué)溫度來表述。攝氏溫度與熱力學(xué)溫度間的換算是今后運(yùn)用氣體狀態(tài)方程和三定律解題時的重要技能之一。 2．難點(diǎn)是對熱力學(xué)溫標(biāo)的理解。這是因?yàn)樵诟咧须A段無法從本質(zhì)上（即從熱力學(xué)第二定律出發(fā)）來講述的概念，因此很難讓學(xué)生理解到它是最科學(xué)的溫標(biāo)。另外“絕對零度”也是一個十分抽象的概念，學(xué)生對它的理解也有一定難度。 三、教具 投影幻燈，書寫用投影片。 四、主要教學(xué)過程 （一）引入新課 在初中我們已學(xué)過了測量溫度時常用的一種單位，叫“攝氏度”。大家都知道：它是以冰水混合物的溫度為0度，以一個大氣壓下沸水的溫度為100度，在這兩溫度之間等分100個等份，每一等份為1個溫度單位，叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的溫標(biāo)叫攝氏溫標(biāo)，以攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要學(xué)習(xí)一種新的溫標(biāo)，叫熱力學(xué)溫標(biāo)。 （二）教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1．通過自讀、思考和討論使學(xué)生正確理解熱力學(xué)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度，理解用熱力學(xué)溫度表述的查理定律。 首先讓學(xué)生翻開書，看“熱力學(xué)溫標(biāo)”這一節(jié)，根據(jù)下面投影片Ⅰ所示的閱讀思考提綱進(jìn)行自讀和思考。 投影片Ⅰ：   閱讀思考提綱   （1）什么是熱力學(xué)溫標(biāo)？什么是熱力學(xué)溫度？二者有何聯(lián)系？二者有何區(qū)別？ （2）熱力學(xué)溫度與攝氏溫度有什么相同之處？有什么不同之處？它們之間如何進(jìn)行換算？ （3）如何理解“絕對零度”？ （4）如何用熱力學(xué)溫度來表述查理定律？它的相應(yīng)數(shù)學(xué)表達(dá)式是怎樣的？ 在學(xué)生自讀書本內(nèi)容后，通過思考和在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行討論，使學(xué)生理解并熟記以下結(jié)論： （1）以-273.15℃（在高中階段可簡單粗略地記成-273℃）作為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo)，也叫絕對溫標(biāo)，它是開爾文最早提出的，因此也叫開爾文（或開氏）溫標(biāo)。 （2）用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度，熱力學(xué)溫度是國際單位制中七個基本物理量之一，用符號T表示，它的單位是開爾文，簡稱開，記作K，它的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同，熱力學(xué)溫度（T）與攝氏溫度（t）之間的換算關(guān)系為：T=t+273.15；在高中階段可簡記成：T=t+273。 （3）熱力學(xué)溫度的零度即OK（或-273.15℃）叫絕對零度，它表示在宇宙中只能無限接近，但不可能達(dá)到的低溫的極限。 （4）用熱力學(xué)溫度表述的查理定律為：體積不變時，一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。它相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 2．課堂鞏固性練習(xí)： 出示投影幻燈片Ⅱ，目的是練習(xí)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的單位換算。出示投影片后，要求同學(xué)迅速心算口答。 投影片Ⅱ： （1）10℃=______K；                   10K=______℃； 27℃______=K；               27K=______℃； 273℃______=K；             273K=______℃； （2）若Δt=40℃，則ΔT=______K； 若ΔT=25K，則Δt=______℃。 （3）某人體溫是36.5℃，也可以說體溫為______K；此人體溫升高1.5℃，也可以說體溫升高了______K。 出示投影幻燈片Ⅲ，目的是讓學(xué)生掌握運(yùn)用熱力學(xué)溫度表述的查理定律來解答簡單問題的方法。 投影片Ⅲ： （1）將一個容器充滿空氣后放在127℃的環(huán)境中，壓強(qiáng)為4個大氣壓，當(dāng)把它放在常溫的房間里，容器中空氣的壓強(qiáng)為3個大氣壓，則房間的溫度為______℃。 （2）一個帶塞子的燒瓶，容積是2升，內(nèi)盛一個大氣壓，27℃的氧氣，當(dāng)把它加熱到102℃時，燒瓶的塞子被頂開，接著重新把塞子塞好，停止加熱，逐漸降溫到27℃，設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為760mm汞柱。求： （i）塞子被頂開時，氧氣的壓強(qiáng)多大？ （ii）最后瓶內(nèi)氧氣的壓強(qiáng)多大？ （3）如圖所示的球形容器中充有一定質(zhì)量的氣體，氣體的溫度為30℃，從接在球形容器下端的U形管水銀的壓強(qiáng)可以確定容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為______毫米汞柱；如果大氣壓不變，溫度升高到60℃時，再向U形管右側(cè)灌入______毫米汞柱才能保持球形容器中氣體體積不變，這時球形容器中的氣體壓強(qiáng)為______毫米汞柱。（外界大氣壓為760毫米汞柱，球形容器的熱膨脹可不考慮。） 出示投影片Ⅳ后，讓學(xué)生獨(dú)立書面練習(xí)。投影片Ⅲ上三道題的答案分別為：（1）27； （2）（i）950毫米汞柱（或1.25個大氣壓）； （ii）608毫米汞柱（或0.8個大氣壓）； （3）606；60；666。 學(xué)生練習(xí)得出正確答案后，與學(xué)生討論歸納用熱力學(xué)溫度表述的查理定律解題的基本方法如下： （1）確定研究對象（一部分氣體），分析它是否保持質(zhì)量不變，保持體積不變。若滿足這兩個條件才能運(yùn)用查理定律。 （2）找出這部分氣體的兩個狀態(tài)，一般一個是含有已知量的狀態(tài)，一個是含有待求量的狀態(tài)；并正確地找出這兩個狀態(tài)的溫度值和壓強(qiáng)值，其中溫度值必須要換算成熱力學(xué)溫度值。 若其中未知量是溫度值，則從公式中求出的是熱力學(xué)溫度值，一般不應(yīng)再換算成常用的攝氏溫度值。 （三）課堂小結(jié) 1．以-273.15℃為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo)，也叫絕對溫標(biāo)或開氏溫標(biāo)。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度，以T表示，它的單位是開爾文，簡稱“開”，記作K，熱力學(xué)溫度是國際單位制中7個基本物理量之一。 2．熱力學(xué)溫度與常用的攝氏溫度間的換算關(guān)系是：T=t+273。 3．熱力學(xué)溫度的零度叫絕對零度，它是宇宙中低溫的極限。 了用攝氏溫度表示的查理定律的公式。 五、說明 1．關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)，在高中階段既不能從熱力學(xué)第二定律推出，也不能從水的三相點(diǎn)來定義，只能從查理定律的攝氏溫度圖線的平移，這樣一種純數(shù)學(xué)的方法導(dǎo)出，很難直接講清它深刻的物理意義，因此在講絕對零度時應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其物理意義，這在一定程度上使學(xué)生感受到熱力學(xué)溫標(biāo)的科學(xué)性。 2．本節(jié)課設(shè)計(jì)了相當(dāng)分量的學(xué)生課堂練習(xí)，力求讓學(xué)生當(dāng)堂掌握攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的互換運(yùn)算及用熱力學(xué)溫度表示的查理定律公式運(yùn)算方法。除此之外還應(yīng)注意訓(xùn)練學(xué)生熱力學(xué)溫度的書寫方法，防止與攝氏溫度的書寫方法混淆。