物理觀念∶理解狀態(tài)參量、平衡態(tài)溫度、熱力學(xué)溫度的概念，理解熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的區(qū)別和聯(lián)系。
科學(xué)思維∶對比分析平衡態(tài)與熱平衡之間的關(guān)系，知道溫度它們是共同的熱學(xué)性質(zhì)。
科學(xué)探究：利用玻璃瓶模擬伽利略的溫度計，知道溫度計的普遍原理。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶溫度的使用，再次體現(xiàn)了知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力為社會服務(wù)的生動例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
教學(xué)重難點
熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。
有關(guān)熱力學(xué)溫度的計算。
教學(xué)過程
【新課引入】
教師：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測溫方法叫攝氏溫標，以攝氏溫標表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進一步學(xué)習(xí)有關(guān)溫度和溫標的知識。
【新知探究】
（一）狀態(tài)參量與平衡態(tài)
問題提問：什么是系統(tǒng)，什么是外界？
1.在物理學(xué)中所研究的對象，稱為系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體，統(tǒng)稱為外界。
例如，用酒精燈加熱容器中的氣體，把氣體作為研究對象，它就是一個熱力學(xué)系統(tǒng)，而容器和酒精燈就是外界。
熱力學(xué)研究的對象是由大量分子組成的系統(tǒng)，我們稱之為熱力學(xué)系統(tǒng)。
3.狀態(tài)參量：表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量
例如：某鋼瓶容積為100L，其內(nèi)煤氣在溫度為20C時的氣壓為5atm。那在我們使用的過程中是什么量在變化了呢？鋼瓶內(nèi)氣體的壓強在減少，溫度在降低，一直在變化，體積是不變的。這就是狀態(tài)參數(shù)變化的過程。
所以現(xiàn)實中我們不可能研究每一個分子的運動狀態(tài)，因為他們太多啦，所以咱一般研究的是一個系統(tǒng)的宏觀參數(shù)。
4.平衡態(tài)
比如這個氣體系統(tǒng)，其中各個部分的參數(shù)是不同的，就好像一個房間里有的地方分子密集一些，壓強大一些，有的地方稀疏一些壓強小，而且會隨著時間發(fā)生變化。
但如果排除外界影響，并且性質(zhì)足夠長的時間，由于氣體分子的無規(guī)則運動和彼此撞擊，最終各部分的狀態(tài)參數(shù)會趨于一致，也就是各部分的壓強，分子數(shù)，冷熱程度等參數(shù)都均勻，且不再隨著時間發(fā)生變化。就可以說這個氣體系統(tǒng)處于平衡態(tài)。即
對于一個封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量會達到穩(wěn)定（不隨時間變化）的狀態(tài) 。就叫做平衡態(tài)。
在中學(xué)階段，我們主要處理平衡態(tài)的問題。
（二）熱平衡與溫度
1.熱平衡
掏出兩個狀態(tài)參量不同的系統(tǒng)，通過導(dǎo)熱材料相互接觸。那他倆就會相互影響進行熱交換，相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)也會改變，但一段時間后就都不再變化啦，于是我們就說這兩個系統(tǒng)達到熱平衡。
2.熱平衡定律
此時你如果把他倆分開，只要他們沒受到外界影響，那讓他倆再次接觸時，還處于熱平衡狀態(tài)?？茖W(xué)家在這個基礎(chǔ)上還發(fā)現(xiàn)了普遍規(guī)律，如果A系統(tǒng)與B系統(tǒng)熱平衡，B與C熱平衡，那么A與C一定也熱平衡。即
如果兩個系統(tǒng)與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。這個結(jié)論稱為熱平衡定律，也叫熱力學(xué)第零定律。
3.溫度
既然兩個系統(tǒng)，處于熱平衡，那肯定有某種共同的熱學(xué)性質(zhì)，它就是溫度。
問題：為什么溫度計為啥能測量溫度？
因為水和溫度計這倆系統(tǒng)進行熱交換，達到熱平衡位置，此時溫度計中液體的溫度和熱水的溫度應(yīng)該相同，用數(shù)字標出來，就測量出熱水的溫度了。
4.平衡態(tài)與熱平衡的比較
（三）溫度計與溫標
1.測溫物質(zhì)
①氣體測溫
古時候人們測量溫度主要靠體感，后來，伽利略老先生經(jīng)過長期研究，發(fā)明了世界上第一只空氣溫度計。觀察一下，玻璃管中裝著帶顏色的水上端是個空心的圓球，下端開口插入盛水的容器中。當環(huán)境溫度升高時，圓筒內(nèi)氣體體積膨脹，時管中液面下降。反過來，環(huán)境溫度降低，圓球內(nèi)氣體體積收縮管中液面上升。只要在管子上事先標定溫度，就可以測量環(huán)境溫度啦。
②液體測溫
主要是酒精溫度計和水銀溫度計。注意，酒精的沸點只有78℃，酒精溫度計不能測量沸水的溫度。也正因為如此，人們用水銀代替酒精，因為它的沸點高達357℃，測量的范圍更大。它們的原理初中也學(xué)過了。
總的來說溫度計是利用測溫物質(zhì)的熱脹冷縮的特性制成的。
問題：溫度計在生活中應(yīng)用廣泛。那溫度是如何定量定標的？它的標準是什么？
2.確定溫度零點和分度值
如果要確定一套溫標，咱就需要規(guī)定出它的零點和分度標準，拿常用的攝氏溫度為例。是將標準大氣壓下的冰水混合物的溫度或者說冰的熔點規(guī)定為0℃，而沸水的溫度規(guī)定為100℃，然后把0~100℃之間，平均分成100份，每一份都是1℃，這就是現(xiàn)在使用的攝氏溫標。
3.溫標
①攝氏溫標（攝氏溫度）：單位用℃來表示
②華氏溫標（華氏溫度）：單位用F來表示
③熱力學(xué)溫標（熱力學(xué)溫度）：單位用K來表示
平時用的攝氏溫度t，和熱力學(xué)溫標T之間滿足關(guān)系：
T=t+273.15K
熱力學(xué)溫標的確定沒有依賴具體的測溫物質(zhì)，而是根據(jù)理想氣體定律和熱力學(xué)定律得出的，所以這里絕對要比攝氏溫標更有科學(xué)意義，那在科研中大多用的就是熱力學(xué)溫度。
例1：天氣預(yù)報地目的最高氣溫是27℃，它是多少開爾文?進行低溫物理的研究時熱力學(xué)溫度是2.5K，它是多少攝氏度?
解析：（1）已知t=27℃帶入，T = t + 273.15
得T=27+273.15=300.15K
已知T=2.5K帶入，T = t + 273.15
得t= -270.65C
例2：關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說法中正確的是（ ）
-33℃=240.15K
溫度變化了1℃，也就是溫度變化1K
攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負值
溫度由t升至2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273K+t
解析：AB正確，熱力學(xué)溫度不可以取負值。
例3：圖甲表示某金屬絲的電阻 R 隨攝氏溫度 t 變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(圖乙)，用這段金屬絲做溫度探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，于是就得到一個最簡單的電阻溫度計。請判斷：如果電池的電動勢和內(nèi)電阻都是不變的，電流表上代表 t1、t2 的兩點，哪個應(yīng)該標在電流比較大的刻度上？
解析：根據(jù)焦耳定律和閉合電路歐姆定律 可知：電流通過導(dǎo)體電阻發(fā)熱，電阻溫度升高，電阻阻值增大，電流變小，故 t1 應(yīng)標在電流較大的刻度上。
【課堂小結(jié)】
一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)
1.在物理學(xué)中所研究的對象，稱為系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體，統(tǒng)稱為外界。
3.狀態(tài)參量∶表示系統(tǒng)某種性質(zhì)的物理量 體積V、壓強P、溫度T
4.平衡態(tài)∶對于一個封閉系統(tǒng)，在經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量會達到穩(wěn)定（不隨時間變化）的狀態(tài)。
二、熱平衡與溫度
1.熱平衡∶如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱 ，它們的狀態(tài)參量將會互相影響而分別改變，但經(jīng)過一段時間后，狀態(tài)參量不再變化，我們就說兩個系統(tǒng)達到了熱平衡。
2.熱平衡定律∶如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡。
3.共同的熱學(xué)性質(zhì) ∶達到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度
三、溫度計與溫標
開氏溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系是∶T=t+ 273.15K
【隨堂演練】。
1．關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，以下說法正確的是（ ）
A．熱力學(xué)溫度的單位“K”是國際單位制中的基本單位
B．溫度升高了1℃就是升高了1K
C．1℃就是1K
D．0℃的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K
2．（1）水的沸點是______℃=_________K；
（2）絕對零度是______℃=_________K；
（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。
（4）10℃=______K； 10K=______℃； 27℃=______K；
27K=______℃； 273℃=______K； 273K=______℃；
（5）若Δt=40℃，則ΔT=______K；若ΔT=25K，則Δt=______℃。
參考答案：
1．A BD
2．（1）100；373（2）－273.15；0 （3）36.5；309；310.5
（4）283；－263；300；－246；546；0（5）40；25描述對象
狀態(tài)參量
參量類型
質(zhì)點的運動狀態(tài)
位置和速度v
運動學(xué)參量
系統(tǒng)的空間范圍
體積V
幾何參量
系統(tǒng)間或內(nèi)部力的作用
壓強P
力學(xué)參量
確定系統(tǒng)冷熱程度
溫度T
熱學(xué)參量
平衡態(tài)
熱平衡
區(qū)別
研究對象
一個系統(tǒng)
兩個接觸的系統(tǒng)
判斷依據(jù)
系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)參量不變
兩個系統(tǒng)溫度相同
聯(lián)系
處于熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)

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