高中物理 第七章 分子动理论 第四节 温度和温标预习导航学案 新人教版选修3-3

第七章第四节温度和温标
1．(山东省潍坊市第二中学2017～2018学年高二下学期月考)以下说法正确的是( A )
A．两个零碎处于热平衡时，它们必然具有相反的温度
B．彼此间达到热平衡的两物体的热量必然相等
C．从平衡地位开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小
D．人如果感觉到某个物体很冷，就阐明这个物体的温度很低
解析：两个零碎处于热平衡时，它们必然具有相反的温度，选项A正确B错误；从平衡地位开始增大分子间距离，分子间的引力将减小、斥力将减小，选项C错误；人们对物体冷热程度的感觉具有绝对性，选项D错误。

2．(吉林松原油田高中2016年高二下学期检测)以下叙说正确的是( D )
A．若不断冷冻，物体的温度就不断地降落，没有尽头
B．目前尚不知最低温是多少，最高温是多少
C．摄氏零下的373度是低温的上限
D．古代技术绝对零度达不到
解析：根据绝对零度没法达到可知，温度不会不断降落，
故A错误；目前已知最低温度为－273.15℃；故B、C错误；
古代技术下，绝对零度没法达到；故D正确；故选D。

3．(山东潍坊海岳中学2017年高二下学期月考)2017年
又是一个寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头时，感觉到铁棒
明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，因而有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？
答案：不对。

由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡，故它们的温度是一样的。

感觉到铁棒特别凉，是由于人在单位工夫内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多，所以他的结论不对。

1。

第四课时温度和温标
课前预习
情景素材
用手摸一下物体，感觉冷就是温度低，这种说法对吗？为什么？
简答：这种说法是不对的.其实这种说法是缺乏科学依据的，人们感受到物体的冷热程度，一方面取决于被感受物体的温度，另一方面还与被感受物体单位时间内吸收(或放出)给人体的热量的多少有关.冬天温度相同的铁块和木块，摸上去感觉铁块更冷一些，这是因为铁块单位时间内从手上吸收的热量多的原因.
基础知识填空
1.描述系统状态的物理量，叫做______________.如体积、压强、温度等.
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，必将达到一个状态参量不再随时间变化的__________，这种状态叫__________.
答案：系统的状态参量稳定状态平衡态
2.两系统处于热平衡时，它们具有一个“共同性质”，我们把表征这一共同性质的物理量定义为__________.
答案：温度
3.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论叫______________.又称热力学第零定律.
答案：热平衡定律
4.为了定量描述温度，需引入____________，常见温标有____________和______________.
答案：温标摄氏温标热力学温标
5.热力学温标单位__________，热力学温度与摄氏温度的换算关系为__________. 答案：K T=t+273.15 K。

4 温度和温标教学建议平衡态和非平衡态的概念是本节中的一个知识点,但教学目标对此要求不高,学生只要知道就可以了。

热力学第零定律给出了温度的宏观定义,也为温度的测量提供了理论依据,是本节的重点。

此定律也是温度计测量物体温度的原理,因为互为热平衡的物体具有相同的温度。

在初中物理中,将温度定义为“表示物体冷热程度的物理量”,这是对温度的一个通俗解释。

温度的严格定义及测量原理是建立在热平衡定律基础上的,温度标志一个物体与其他物体是否处于热平衡状态的性质,它的特征是一切互为热平衡的物体都具有相同的数值。

教学中,教师应举出一些实例,引导学生体会“共同热学性质”指的是什么。

参考资料温度和温标温度是彼此处于热平衡的物体共同的状态参量。

温度是表示物体的冷热程度的物理量。

从分子动理论的观点看,温度标志着物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,温度是大量分子的平均动能的标志。

从微观上对分子动理论进行探讨,热运动是物质的一种运动形式,是宏观物体(气体、液体和固体)内部大量微观粒子(如分子、原子、电子等)的一种永不停息的无规则运动。

一个物体或一个系统在热平衡时的温度,只取决于其内部微观粒子热运动的状况,热运动越剧烈,其温度就越高。

在热运动中,虽然每个微观粒子的运动具有极大的偶然性,但是在构成物体或系统的大量微观粒子的总体上,却遵从确定的规律,这种规律性称为统计规律性,统计方法和一般理论应用到各种具体问题上,就可以使各种热学问题获得解决。

温度的数值表示称为温标。

华氏温标,荷兰的华伦海特,他做了一系列实验,发现每一种液体都像水一样有一个固定的沸点,并且发现,沸点随大气压变化。

他第一次提出了在温度计中普遍使用水银。

后来,华伦海特又发现了水的沸点212℉,且水的冰点与沸点之间恰好为180℉,并选择水的冰点(32℉)和水的沸点(212℉)作为两个固定点,这就是华氏温标(t F=32℉+t)。

摄氏温度,作为百度温标的使用,是植物学家标耐、天文学家摄尔修斯和施勒默尔等人采用的。

• 解析：热力学温度和摄氏温度是表示温度的不同方法，它们最大的 区别就是规定的零点不同，但每一度的大小是一样的。根据T＝t＋
273.15K可知－136℃＝137.15K,0℃等于273.15K，A、B正确；由
ΔT＝Δt判断C、D错误。
•
〔对点训练2〕 ()
(多选)下列关于热力学温度的说法中，正确A的BC是
文
零度的规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度
－273.15℃
温度名称
摄氏温度
热力学温度
温度符号
t
T
单位名称
摄氏度
开尔文
单位符号
℃
K
关系
(1)T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K (2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等
• 特别提醒：(1)温度计的热容量必须很小，与待测物体接触时，几乎 不改变待测物体状态。
温度计与温标
• 1．温度计
名称 水银温度计 金属电阻温度计 气体温度计 热电偶温度计
原理 根据水银的_热___膨__胀__的性质来测量温度 根据金属铂的__电__阻___随温度的变化来测量温度 根据气体__压__强___随温度的变化来测量温度 根据不同导体因__温__差___产生电动势的大小来测量温度
• 3．温标 • (1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标。 • (2)温标要素：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的方法。
摄氏温标
热力学温标
• (3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标英国物理学家开尔
提出者
摄氏萨斯和施勒默尔
状态。
而变化的稳定
热平衡与温度

4 温度和温标
一览众山小
诱学·导入
材料：当人生病发烧时需要测量体温，将体温计放到腋下，待上几分钟后，就测量出体温了（有时妈妈用手放到我们的额头上也能大致了解发烧的情况）.请找一支体温计测量一下自己的体温，观察体温计的刻度并读出数值.
问题：体温计的刻度是均匀的吗？用体温计测量体温时，为什么待上几分钟？
导入：在初中阶段我们已经学过温度的基本知识，测量体温时，刚放进去时实际上是人和体温计间有温度差，发生了热传递.经过一段时间两者的温度相等不再发生热传递，此时体温计的温度和人体的温度相等.本节从常见的热传递这一最简单的现象入手，引出热平衡，并研究描述温度的方法——温标.
温故·知新
1.在前面已学的物理量功、功率、速度、位移、电势能中属于状态量的有哪些？属于过程量的有哪些？
答:电势能中属于状态量的有功率、速度、电势能；属于过程量的有功、位移.
2.物体间发生热传递的条件是什么？
答:两个温度不同的物体接触就会发生热传递，当两物体温度相同时，就不再发生热传递.
3.谈谈你对体温计的认识.
答:平时用的体温计上的单位是摄氏度，它是根据热胀冷缩原理制成的.
1。

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第4节温度和温标1．由大量分子组成的____________叫热力学系统，描述热力学系统的状态参量有________、________、________等．无外界影响下，________________________时，系统处于平衡态．2．当两个相互接触的热力学系统的参量____________时，这两个系统就达到____________;当两个系统在接触时，若它们的________________________，则这两个系统处于热平衡；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定______________；一切互为热平衡的系统都具有相同的________．3．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__________，简称开，符号为K.摄氏温度t与热力学温度T的关系是:T ＝t＋________ K。

4．甲、乙两物体接触时，甲向乙传递热量的原因是（）A．甲的质量比乙大 B．甲的比热容比乙大C．甲的热量比乙大 D．甲的温度比乙高5．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6．某同学取出一支示数为39。

第四节温度和温标课堂探究探究一平衡态与热平衡问题导引1．表示系统存在状态的各物理量中只要温度不发生变化就说系统处于平衡态，对吗？为什么？提示：不对。

描述系统存在状态的任一状态参量发生变化，系统都处于非平衡态，温度仅仅是描述系统存在状态的一个物理量，温度不发生变化，但是描述系统状态的其他物理量(如压强、体积等)有可能变化，所以这种说法不对。

2．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什么？它有什么特征？提示：是温度。

它的特征是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”。

名师精讲1．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，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动状态。

(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，仍可能发生偏离平衡态的微小变化。

(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。

2．对热平衡的理解(1)相互接触的两个系统，各自的状态参量将会相互影响而分别改变，最后，两个系统的状态参量将不再变化，我们就说两系统达到了热平衡。

(2)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，所以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温度。

(3)如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。

3．平衡态与热平衡概念的区别(1)平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言的，热平衡是对两个接触的系统而言的。

(2)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。

第7章第4节基础夯实1．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是() A．质量B．密度C．温度D．重力答案：C解析：由热平衡的定义可知，C选项正确．2．室温27℃相当于热力学温度的()A．300K B．310KC．250K D．200K答案：A解析：热力学温度与摄氏温度的换算公式为T＝t＋273.5K在粗略计算中，可用T＝t＋273K，因此27℃相当于热力学温度中的300K，A选项正确．3．关于热力学温度的下列说法中，不正确的是()A．热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B．热力学温度的零度等于－273.15℃C．热力学温度的零度是不可能达到的D．气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零答案：D4．关于热平衡的下列说法中正确的是()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，温度计须和身体接触5－10分钟是为了让温度计跟身体达到热平衡D．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态答案：ACD解析：达到热平衡时温度相同，或者说温度相同时就表明两系统达到了热平衡故B错，应选A、C、D.5．下图是四种测液体温度的方法，其中正确的是()答案：D解析：用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与器壁接触，只有D正确．6．(2009·苏州高二检测)物体内分子运动的快慢与温度有关，在0℃时物体内的分子的运动状态是()A．仍然是运动的B．处于静止状态C．处于相对静止状态D．大部分分子处于静止状态答案：A解析：分子的运动虽然受温度影响，但永不停息，A对，B、C、D错．7．严冬，湖面上结了厚厚的冰，为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是()A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数答案：C解析：要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数．可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡下的温度，所以A的做法不正确，C的做法正确，D的做法不正确，B的做法也失去了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计测，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度了．8．1kg100℃的沸水和10kg100℃的水蒸气温度______(填“相同”或“不同”)，二者接触________(填“有”或“无”)热交换．答案：相同 无解析：两个系统温度相同，故接触时处于热平衡，无热交换．9．家用温度计经常标有摄氏温度和华氏温度，摄氏温度是把冰点的温度定为0℃，水沸点的温度为100℃，两温度之间分为100等份，每一份为1℃；而华氏温度把冰点定为32，把水的沸点定为212，中间分为180等份，每一等份为1．(1)1℃等于多少？(2)人的正常体温若取37℃，为多少华氏度？答案：(1)1.8 (2)98.6解析：(1)1℃＝180100＝1.8 (2)37×1.8＋32＝98.6能力提升1．体温计是一种常用的医疗仪器，给体温计消毒时，应该( )A ．用自来水冲洗B ．在沸水中煮20分钟到30分钟C ．用医用酒精棉球擦拭D ．在火焰上烧答案：C2．(2009·广州模拟)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1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℃时对应的实际温度和实际温度为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℃ 答案：C解析：此温度计每一刻度表示的实际温度为10080－20℃＝53℃，当它的示数为41℃时，它上升的格数为41－20＝21(格)，对应的实际温度应为21×53℃＝35℃；同理，当实际温度为60℃时，此温度计应从20开始上升格数为6053＝36(格)，它的示数为36℃＋20℃＝56℃，所以C 正确．3．伽利略在1593年，制造了世界上第一个温度计——空气温度计，如图所示一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则()A．该温度计的测温物质是槽中的液体B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的答案：CD解析：细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物质是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错，C、D 正确．4．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的．它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与空气饱和的水相平衡时的熔点(冰点)．摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典天文学家摄尔修斯设计的．如图所示，以冰点定作0℃，汽化点定作100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立，把－273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标(或绝对温标)．热力学温标用K表示单位，常用T表示．试回答：(1)如果可以粗略地取－273℃为绝对零度．在一标准大气压下，冰的熔点为______℃，即为________K，水的沸点是________℃，即________K.(2)如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高________K.答案：(1)0；273；100；373(2)15．如图所示，图甲表示某半导体热敏电阻R随温度t的变化情况．把该半导体电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该半导体作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的热敏电阻温度计．请判断：如果电池的电动势和内阻都不变，电流表上代表t1，t2的两点，哪个应该标在电流比较大的温度上？答案：t2标在电流比较大的温度上．解析：由R－t图象可知R随t的升高而降低，电流较大表示R值较小，所以t2标在电流比较大的温度上．6．(热点预测)实际应用中，常用到一种双金属温度计，如图乙所示．已知其中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则：(1)说明该温度计的测温原理．(2)结合图甲判断双金属温度计的内、外层分别为何种金属．(3)这种温度计与水银温度计相比，有什么优点和缺点？答案：(1)双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片，是运用其弯曲程度随温度变化的原理来工作的．(2)题图甲中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大．图乙中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属温度计的内层一定是铁，外层一定是铜．(3)优点是：无危害、读数清晰、坚固耐用等．缺点是：不能测量0℃以下的温度等.。

4 温度和温标庖丁巧解牛知识·巧学一、平衡态与状态参量1.系统：在物理学中，通常把所研究的对象称为系统.深化升华系统就是人为选定的为研究问题方便的一个整体.在静力学中使用整体时选定的整体就是一个系统.2.状态参量（1）气体的状态：气体的各种性质的总和称为气体的状态.对于气体，它有各种性质，如几何性质、力学性质、热学性质等.这些性质的总和决定了气体所处的状态.（2）气体的状态参量：描述气体性质的物理量叫做气体的状态参量.气体的某一方面的性质就要用与此相应的物理量来描述.气体的热学性质用温度来描述，几何性质用体积来描述，力学性质用压强来描述.气体的温度、体积、压强是描述气体性质的三个状态参量.3.平衡态（1）定义：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，必将达到一个宏观性质不再随时间变化的稳定状态，这种状态叫平衡态.（2）特征：系统的所有性质都不随时间变化.二、热平衡与温度1.热平衡在与外界影响隔绝的条件下，使两个热力学系统互相接触，经过足够长的时间，将会达到这样的状态：系统的宏观性质不再发生变化，我们就说彼此达到了热平衡.如果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.学法一得这里关于热平衡的定义是从两个层面进行的，一是原来两个系统不是热平衡，接触后最终达到热平衡，一是原来两个系统已经处于热平衡，再接触，两个系统不发生变化. 误区警示初学者往往认为只有在两个系统接触时才会有热平衡.实际上接触只是可以“检验”两个系统是否处于热平衡而已.2.热平衡定律如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律.定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系.它为建立温度概念提供了实验基础.这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度，而温度相等是热平衡之必要条件.因此，温度这一基本物理量实质是反映了系统的某种性质.深化升华温度是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.反之，达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度.联想发散温度是物体冷热的标志.两个温度不同的物体间会发生热传递，直到两温度相等时为止，这也是一种热平衡.三、温度计与温标1.温标（1）定义：定量描述温度的一套方法叫温标.（2）确定一个温标的基本程序：确定一个温标时首先要选择一种测温物质，根据这种物质的某个特性来制造温度计.确定了测温物质和这种物质用以测温的某种性质以后，还要确定温度的零点和分度的方法.联想发散凡是物质的特性（如体积、电阻等）与温度的变化是线性关系的就可以选定为测温物质.2.热力学温度（1）定义：热力学温标表示的温度，叫热力学温度.（2）单位：开尔文，简称开，符号K.3.摄氏温标与热力学温标的关系摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温度T的关系是T=t+273.15 K.辨析比较（1）用热力学温标表示的温度和摄氏温标表示的温度，虽然起点不同，但表示温度的间隔是相同的，即ΔT=Δt；（2）摄氏温标的1 ℃的分格与绝对温标的1 K的分格是等价的，摄氏温度升高10 ℃与热力学温度升高10K是一回事，而不能说升高了283 K.典题·热题知识点一热平衡与温度例1 “在测定某金属块的比热容时，先把质量已知的金属块放在沸水中加热.经过一段时间后把它迅速放进质量、温度均已知的水中，并用温度计测量水的温度.根据实验数据就可以计算出金属块的比热容.”以上叙述中，哪个地方涉及到了“平衡态”和“热平衡”的概念？解析:金属块在沸水中加热一段时间后，二者就达到了“热平衡”，此时的沸水和金属块就处于“平衡态”；将金属块放入质量、温度已知的水之前，金属块和水处于各自的“平衡态”，当放入金属块后水温不再上升时，金属块和水处于“热平衡”，此时温度计的读数就是水和金属块的共同温度.方法归纳平衡态是针对一个系统所处的状态，该状态下系统的所有状态参量（如温度、压强等）不再发生变化；热平衡是两个系统达到了相同的温度，温度是判断两系统是否达到热平衡的唯一参量.知识点二温度计与温标例2 关于热力学温度，下列说法中正确的是（）A.-33 ℃=240 KB.温度变化1 ℃，也就是温度变化1 KC.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273 K+t解析:本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系：T=273 K+t，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273 K+t，末态为273 K+2t,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.答案：AB方法归纳熟练应用T=t+273 K是解决有关摄氏温度与热力学温度换算的基础.例3 已知某物理量x与热力学温度T成正比，请把这个关系式用等式写出来.现在用摄氏温度t表示这个温度，这个关系式该怎样写？解析:由题意可知：x∝T，设其比例系数为k，则x与T的关系式可写作x=kT；由T=273+t可知，如用摄氏温度t 表示，则x=k(t+273),其中k 为比例系数.答案：x=kT ；x=k(t+273)方法归纳 由比值式变成等式在前面的公式推导中如牛顿第二定律公式F=ma 、万有引力公式F=221Rm Gm 得到了广泛应用，自己可积累这方面的材料. 例4 图7-4-1甲表示某金属丝的电阻R 随摄氏温度t 变化的情况.把这段金属丝与电池、电流表串联起来（7-4-1乙），用这段金属丝做温度探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的电阻温度计.请判断：如果电池的电动势和内电阻都是不变的，电流表上代表t 1、t 2的两点，哪个应该标在电流比较大的温度上？图7-4-1解析:根据焦耳定律和闭合电路欧姆定律I=rR E 可知：电流通过导体，电阻发热，温度升高，阻值增大，电流变小，故t 1应标在电流较大的温度上.答案：t 1方法归纳 阅读文字说明，恰当选用公式分析是解题关键.问题·探究实验论证探究问题 请利用生活中的一些材料，制作一只简易温度计.探究过程：实验原理：利用煤油的热胀冷缩实验器材：一支细玻璃管，煤油（加点红墨水），冰块，烧杯，酒精灯，铁架台 实验过程：（1）现在一个烧杯中放入水和冰块，形成冰水混合物；（2）在细玻璃管中装上一定量的煤油；（3）将此玻璃管，插入冰水混合物的烧杯，过两三分钟，记下此时煤油柱液面所在的位置1；（4）将烧杯放到铁架台上加热直至沸腾，过两三分钟，记下此时煤油柱液面所在的位置2；（5）取下玻璃管，在1、2位置间均匀地画上一百个刻度.探究结论：基本上能制成一个温度计，但不够精确.实验论证探究问题 用实验验证热力学第零定律是否正确.探究过程：实验原理：两个系统与同一个系统发生热传递,然后离开这个系统,看这两个系统是否处于热平衡.实验器材：实验器材：三个具有导热器壁的气缸，温度计.实验过程：（1）如图7-4-2甲所示，将A 、B 的导热壁和C 的导热壁相接；图7-4-2（2）过段时间等系统达到热平衡后将C移去，再将A、B的两个导热壁相接触，如图7-4-2乙所示；（3）观察A、B中温度计示数的变化情况并记录数据.探究结论：通过实验发现A、B中的温度计读数基本不变，故可得出热力学第零定律是正确的.。

第4节温度和温标1.知道什么是状态参量，什么是平衡态．2.了解热平衡的概念及热平衡定律．3．知道温度与温标的定义，理解温度意义以及热力学温度的表示，理解摄氏温度与热力学温度的关系．一、状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称系统．(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界．2．状态参量：描述系统热学性质的物理量，在热学中常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等．3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间而变化的稳定状态．1．一根长铁丝，一端插入100 ℃的沸水中，另一端放入0 ℃恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？提示：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．二、热平衡与温度1.热平衡：如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将改变．但是经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，即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热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡．3.温度：处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”，即温度．这就是温度计能够用来测量和比较温度高低的基本原理．4．热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．2．“平衡态”就是“热平衡”吗？提示：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．三、温度计与温标1．温度计名称原理水银温度计根据水银的热膨胀的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度2.温标：定量描述温度的方法．(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0__℃，水的沸点为100__℃．在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃.(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”．(3)摄氏温度与热力学温度摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为℃热力学温度热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是开尔文(开)，符号为K 换算关系T＝t＋273.15 K(1)27 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为300 K．( )(2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的．( )(3)温度升高20 ℃也就是升高了20 K．( )(4)热力学温度是国际单位制中基本物理量之一．( )提示：(1)√(2)×(3)√(4)√平衡态与热平衡的比较1．平衡态的理解(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，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效果不随时间变化，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．2．热平衡的理解(1)平衡态与热平衡的区别：平衡态是对某一系统而言的，是系统的状态，热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的．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，两个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．(2)热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，那么这两个系统原来是处于热平衡的．3．热平衡定律的意义：决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度．因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以在比较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低．(1)热平衡的特征方面：温度是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．(2)热平衡的条件方面：达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度．(多选)关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是( )A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态B．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的C．热平衡就是平衡态D．处于热平衡的几个系统都处于平衡态[审题突破] (1)一个系统的温度、压强、体积都不再变化，该系统处于何种状态？(2)若两个系统的什么相等，则两个系统已达到热平衡？[解析] 一般来说，描述系统的状态参量不止一个，仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论，选项A错误；根据热平衡的定义可知B、D是正确的；平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见选项C错误．[答案] BD解答热平衡问题的三个要点(1)平衡态与热平衡不同，平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡．(2)必须要经过较长一段时间，直到系统内所有性质都不随时间变化为止．(3)系统与外界没有能量的交换．1.(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触较长一段时间后分开．再将乙和丙接触较长一段时间后分开，假设只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则( )A．甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态B．只有乙、丙达到了平衡态，甲没达到平衡态C．乙、丙两物体都和甲达到了热平衡D．乙、丙两物体一定达到了热平衡解析：选AD.乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，它们中各自的宏观性质将不随时间而变化且具有确定的状态，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A选项正确，B选项错误；甲和乙接触一段时间分开后，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙、丙两物体达到了热平衡，故C 选项错误，D选项正确．对温度和温标的理解1．“温度”含义的两种说法宏观角度温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的热平衡角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，这样的定义更具有科学性触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同．3．温标(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标．(2)比较摄氏温标和热力学温标．摄氏温标热力学温标提出者摄尔修斯和施勒默尔英国物理学家开尔文零度的规定一个标准大气压下冰水混合物的温度－273.15 ℃温度名称摄氏温度热力学温度温度符号t T单位名称摄氏度开尔文单位符号℃K关系①T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K②1 K的大小与1 ℃的大小相等(多选)下列有关温度的说法正确的是( )A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．用两种温标表示温度的变化时，两者的数值相等C．1 K就是1 ℃D．当温度变化1 ℃时，也可以说成温度变化274 K[解题探究] (1)热力学温度与摄氏温度的关系式为________________．(2)1 ℃与1 K意义相同吗？[解析] 温标是用来定量描述温度的方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，A项正确；两种温标表示同一温度时，数值不同，但在表示同一温度变化时，数值是相同的，B项正确；摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的，D错误；在数值上T＝1 ℃＋273 K ＝274 K，1 ℃对应274 K，C错误．[答案] AB热力学温度与摄氏温度关系的理解(1)T＝t＋273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础．(2)摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的，即ΔT＝Δt，而不是ΔT＝Δt ＋273.15 K.(3)绝对零度是低温的极限，只能接近，永远达不到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出现负值．2.关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是( )A．热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等B．热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃C．热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 ℃D．某物体摄氏温度10 ℃，即热力学温度10 K解析：选A．热力学温标和摄氏温标的起点是不同的，但是热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等，故热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃；选项A正确，B、C 错误；某物体摄氏温度10 ℃，即热力学温度(273＋10 )K＝283 K，选项D错误.。

第四节温度和温标名师导航知识梳理1.物理学中，通常把研究对象称为_________，它可以是_________，也可以是_________，而描述这个系统状态的物理量叫做这个系统的_________.2.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_________，这个结论称为_________，也就是我们常称作的热力学第零定律.决定一个系统是否达到热平衡的状态参量是_________.3.定量描述温度的一套方法称为_________，现代科学中使用更多的是_________，它与我们常见的摄氏温标的关系是_________.疑难突破关于温度计上刻度确定方法的理解.剖析：要解决此问题就必须对温度计的构造和原理有一个全面的理解，我们实验室用的温度计大都是利用液体的热胀冷缩的性质制成的，根据液体体积的变化和温度变化呈线形的关系，如果在体积和温度变化图线上已知两个点，就可以通过这两个点确定一条唯一的直线.根据这一关系，我们就可以确定温度计的刻度.下面我们来说明：早期的摄氏温度规定，标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃,用一支没有刻度的温度计测量上述两点，记下其位置，再把这两点中间的部分等分100等份，则每一等份的长度就表示1 ℃，这样这支温度计的刻度就确定了.问题探究问题：用实验验证热力学第零定律是否正确.探究：实验器材：三个具有导热器壁的气缸，温度计.实验步骤：(1)如图7-4-2甲所示，将A、B的导热壁和C的导热壁相接；(2)过段时间等系统达到热平衡后将C移去，再将A、B的两个导热壁相接触，如图7-4-2乙所示；(3)观察A、B中温度计示数的变化情况并记录数据.图7-4-2探究结论：通过实验发现A、B中的温度计读数基本不变，故可得出热力学第零定律是正确的.典题精讲【例1】当甲、乙两物体相互接触后，热量从甲物体流向乙物体，这样的情况表示甲物体具有何种特性( )A.较高的热量B.较大的比热容C.较大的密度D.较高的温度思路解析：根据热能的传播特性：热量总是从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，因此决定热能传播的决定因素是温度， A、B、C各选项所提到的条件均与此无关，故D正确.答案：D【例2】关于热力学温标的示数：273.15 K和摄氏温标的示数0 ℃，两者的大小关系，下列说法正确的是( )A.273.15 K>0 ℃B.273.15 K<0 ℃C.273.15 K=0 ℃D.温标不同无法比较思路解析：根据热力学温标和摄氏温标的转化关系T=t+273.15 K,可以进行两者之间的关系的转化，把它们转化为同一温标后，就可以进行大小比较了，综上所述，我们可以看出C 正确.答案：C知识导学本节内容的关键是对一些概念的理解，本节的概念多而且比较复杂.准确的理解每一概念，是学好本节内容的前提和关键，温度计的使用和制造原理是本节课的重点，尤其要掌握温度计刻度的确定，初中我们就已经对温度计有了初步的了解，大家可以在学习本节前对相应的知识进行回忆，以帮助同学们更好地掌握温度和温标的概念，完成本节的学习任务. 疑难导析:A ：构造 温度计主要部分是一根内径很细且均匀的玻璃管，管的下端是一个玻璃泡，玻璃泡容积比玻璃管大得多，在管里泡里都有液体，液面上方是真空，玻璃管上标有刻度.当温度变化时，我们从细玻璃管上的刻度读出所测物体的温度值.图7-4-1B ：原理 这种温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的.C ：V 液泡大于V 细管，只要泡内液体发生微小的变化，在细管内就可以看到明显的上升或降低了.问题导思热力学第零定律的条件为热平衡，所以要正确理解热平衡定律，就必须从热平衡的决定因素和影响条件入手进行思考，所谓热平衡是指两个热系统相接触时，系统之间没有隔热材料，也就是说导热性很好时，在经过一段时间后，系统的各参量之间不再发生变化时，我们就称这个系统达到了热平衡，决定系统是否达到热平衡的最主要参量是温度，也就是说只要温度不再发生变化，那么这两个系统就达到了热平衡，只要抓住了以上几点，那么这个实验就很好理解了.典题导考绿色通道：此类问题是关于热平衡的应用.解决本题的根本出路在于理解热平衡的决定因素——温度.【典题变式1】 物体甲的温度为25 ℃，物体乙的温度为17 ℃，当两个物体相接触时其热能的流向为( )A.甲流向乙B.乙流向甲C.不流动D.以上都不正确绿色通道：本题要考查的是温标的概念和不同温标之间的转化关系，所谓温标指的是定量描述温度的一整套方法，不同的温标之间有一定的转化关系，例如：华氏温标和摄氏温标的转化关系为F=59 c+32.【典题变式2】 人体的平均体温37 ℃，约为华氏温度的( )A.98 FB.67 FC.21 FD.53 F典题变式答案【典题变式1】 答案：A【典题变式2】 思路解析：T F =59c+32=59×37+32=98.6 F. 答案：A。

第四节温度和温标【素养目标定位】※明确热平衡与温度的概念※理解热力学温度与摄氏温度的关系※了解温度计的原理【素养思维脉络】课前预习反馈知识点1 状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：在热学中，把某个范围内__大量分子__组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。

(2)外界：系统之外与系统发生__相互作用__的其他物体统称为外界。

2．状态参量描述系统__热学性质__的物理量，常用物理量有几何参量__体积V__、力学参量__压强p__、热学参量__温度T__。

3．平衡态没有外界影响的情况下系统所有性质都不随时间__而变化的稳定__的状态。

知识点2 热平衡与温度1．热平衡两个相互接触的热力学系统的状态参量__不再变化__。

2．热平衡定律如果两个系统与第三个系统达到__热平衡__，那么这两个系统彼此之间也必定处于__热平衡__。

3．温度表征热平衡系统的“__共同性质__”的物理量。

4．热平衡的性质一切达到热平衡的系统都具有相同的__温度__。

知识点3 温度计与温标名称原理水银温度计根据水银的__热膨胀__的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属的__电阻__随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体__压强__随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因__温差__产生电动势的大小来测量温度温度的数值表示法叫作温标。

(1)摄氏温标：规定标准大气压下__冰水混合物__的温度为0 ℃，__沸水__的温度为100 ℃，在0和100之间分成100等份，每一等份就是1 ℃，这种表示温度的方法即为摄氏温标，表示的温度叫作__摄氏温度__。

(2)热力学温标：规定摄氏温标的__－273.15__ ℃为零值，这种表示温度的方法即为热力学温标。

表示的温度叫作热力学温度(T)，单位为开尔文( K)。

(3)摄氏温度与热力学温度①摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号__t__表示，单位是__摄氏度__，符号为℃②热力学温度热力学温标表示的温度，用符号__T__表示，单位是__开尔文__，符号为 K③换算关系T＝__t＋273.15_K__辨析思考『判一判』(1)温度可以从高温物体传递到低温物体。

4 温度和温标课堂互动三点剖析1.温度与温标温度的宏观意义：(1)一个系统或几个系统处于热平衡，则它们具有相同的温度.(2)为了定量地描述温度引入了温标，常常利用的温标有热力学温标和摄氏温标.注意两种温标肯定的温度数值不同，但表示温度转变的数值相同.热力学温度T和摄氏温度t关系为T=t+ K因绝对温度达不到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度能取负值.2.对平衡态和热平衡的理解(1)平衡态：指的是一个系统内部的性质再也不改变.具体判断方式是：描述系统各类性质的状态参量均维持不变，系统处于平衡状态，若其一发生改变，则系统就未达平衡状态.(2)热平衡：指的是两个系统彼此作用后，两个系统的状态参量都再也不转变时达到的状态，达热平衡时两系统具有一个“一路性质”，表征这一“性质”的物理量概念为温度.判断两系统是不是达热平衡的方式，一是看温度是不是改变，二是按照热平衡定律.3.对温度计测温度的原理的理解(1)温度计是按照物质的某个特性制造出来的，水银温度计是按照水银的热膨胀制造而成，其特点老是细管中水银柱的高度与温度成线性关系.金属电阻温度计是按照铂的电阻与温度成线性关系制成的.(2)温度的零点和分度方式是按照测温物质的测温特性肯定的.例如，初期的摄氏温度规定，标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃，并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份等份1℃.各个击破【例1】关于热力学温度下列说法中正确的是( )A.-33°C=240 KB.温度转变1℃，也就是温度转变1 KC.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273 K+t解析：本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.T=273 K+t，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273 K+t，末态为273 K+2t温度转变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.答案：AB类题演练1 “在冬季，一日夜的温差为15℃”和“在冬季，一日夜的温差为15 K”，以上两种叙述中的温度差哪一种说法大些？解析：以上两种说法中，一种是用摄氏温度表示的，一种是用热力学温度表示的，摄氏温度与热力学温度的温度距离是相同的.所以，两种说法的温度差相同.答案：以上两种说法的温度差一样大.【例2】“在测铜块的比热容时，先把质量已知的铜块放入滚水中加热，通过一段时刻后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中，并用温度计测量水的温度，当水温再也不上升时，这就是铜块与水的一路温度，按如实验的数据就可以够计算铜块的比热容”.以上的叙述中，哪个地方涉及到了“平衡态”和“热平衡”的概念？解析：铜块放入水中加热通过一段时刻后铜块和滚水各自达到“平衡态”，它们这两个系统达到“热平衡”，铜块的温度就等于滚水的温度.当把铜块和温度计放入质量已知、温度已知的水中时，铜块、温度计和水三者发生热传递，当水温再也不上升时，水、铜块和温度计各自达到平衡态，三者达到热平衡.答案：观点析类题演练2 甲、乙两物体接触时，甲向乙传递热量的原因是( )A.甲的质量比乙大B.甲的比热容比乙大C.甲的热量比乙大D.甲的温度比乙高解析：甲向乙传递热量，说明甲和乙没有达到热平衡，而两系统达热平衡时具有“一路的性质”即温度，所以甲、乙两物体间必然存在温差，且甲的温度高于乙的温度.答案：D【例3】已知某物理量x与热力学温度T成正比，请把那个关系式用等式写出来.此刻用摄氏温度t表示那个温度，那个关系式该如何写？解析：由题意可知：x∝T，设其比例系数为 K，则x与T关系式可写作x=KT；由T=273+t 可知，如用摄氏温度t表示，则x=K(t+273)其中 K为比例系数答案：x=KT；x=K(t+273)类题演练3 图7-4-1甲表示某金属丝的电阻R 随摄氏温度t 转变的情形.把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图7-4-1乙)，用这段金属丝做温度探头，把电流表的电流刻度改成相应的温度刻度，于是就取得一个最简单的电阻温度计.请判断：若是电池的电动势和内电阻都是不变的，电流表上代表t 1、t 2的两点，哪个应该标在电流比较大的温度上？图7-4-1解析：按照焦耳定律和闭合电路欧姆定律rR E I +=可知：电流通过导体，电阻发烧，电阻温度升高，电阻阻值增大，电流变小，故t 1应标在电流较大的温度上.答案：t 1。

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温度和温标题组一热平衡与温度计1。

如图所示是四种测量液体温度的方法，其中正确的是（)解析:温度计的正确使用方法是将温度计的玻璃泡放入液体中，并且不要让温度计的玻璃泡与容器壁或底相接触，所以只有选项D是正确的。

答案:D2.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。

标准状态下冰水混合物与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.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态解析:两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同,或者说它们的冷热程度相同，所以选项A、C、D对，选项B错.答案:ACD3。

下列状态中处于平衡态的是(）A.将一金属块放在沸水中加热足够长的时间B。

冰水混合物处在0 ℃环境中C.突然被压缩的气体D。

开空调2分钟教室内的气体解析:系统处于平衡态时,其状态参量不变,金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物处在0 ℃环境中,其状态参量不再变化,即处于平衡态,故选项A、B对;突然被压缩的气体经一段时间，状态参量发生变化，故不是平衡态，选项C错；开空调2分钟教室内的气体温度、压强均要变化，故不是平衡态，选项D错。

第4讲温度和温标[目标定位] 1.知道平衡态、热平衡的定义.2.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件.3.能区分摄氏温度与热力学温度，记住它们之间的关系．一、平衡态和状态参量1．系统：在物理学中，通常把研究对象称为系统．2．状态参量：用来描述系统状态的物理量，叫做系统的状态参量．3．平衡态：系统的宏观性质不再随时间变化，这种情况就说系统达到了平衡态．二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都不再改变，这时两个系统具有“共同性质”，我们就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热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律，也叫热力学第零定律．3．温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度．三、温度计与温标1．摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0_℃，水的沸点为100_℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃.2．热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.3．摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15_K.一、热平衡与平衡态的理解1．平衡态(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效果不随时间变化，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．2．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．例1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答案BCD解析热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A错误，C正确；由热平衡定律，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项正确．针对训练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，系统就一定处于平衡态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．热平衡就是平衡态D．处于热平衡的两个系统的温度一定相等答案BD解析一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可以确定A错；根据热平衡的定义可知B和D是正确的；平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C错．正确选项为B、D.二、温度和温标1．“温度”含义的两种说法(1)宏观角度：表示物体的冷热程度．(2)热平衡角度：两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度．2．温度计测量原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度．温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体相同．3．热力学温度与摄氏温度的关系(1)T＝t＋273.15 K(2)ΔT＝Δt例2下列关于热力学温度的说法中正确的是( )A．－33 ℃＝240 KB．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 KC．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答案AB解析热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273 K，由此可知：－33 ℃＝240 K，故A、B 选项正确；D中初态热力学温度为t＋273 K，末态为2t＋273 K，温度升高了t K，故D选项错误；对于摄氏温度可取负值的范围为0～－273 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C选项错误．本题应选A、B.针对训练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”是国际单位制中的基本单位B．温度升高了1 ℃就是升高了1 KC．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关D．0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K答案ABD热平衡与平衡态1．两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 K，另一个系统的温度升高了5 ℃，则下列说法正确的是( )A．两个系统不再是热平衡状态B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化D．两个系统的状态都没有发生变化答案BC解析由于两个系统原来处于热平衡状态，温度相同，当分别升高5 ℃和5 K后，温度仍相同，两个系统仍为热平衡状态，故A错误，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C正确，D错误．温标与温度2．下列关于热力学温度的说法中，不正确．．．的是( )A．热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B．热力学温度的零度等于－273.15 ℃C．热力学温度的零度是不可能达到的D．气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零答案 D解析热力学温度的0 K是摄氏温度的－273.15 ℃，因此B正确；每升高(或降低)1 K等价于升高(或降低)1 ℃，故A正确；热力学温度的零度只能无限接近，却不可能达到，且趋近绝对零度时，气体液化或凝固，但有体积，故C正确，D错误．3．下列有关温度的说法正确的是( )A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．用两种温度表示温度的变化时，两者的数值相等C．1 K就是1 ℃D．当温度变化1 ℃时，也可以说成温度变化274 K答案AB解析温标是用来定量描述温度的方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，两种温标表示同一温度时，数值不同，但在表示同一温度变化时，数值是相同的．若物体的温度升高1 K，也可以说物体的温度升高1 ℃，但在表示物体的温度时，物体的温度为1 K，而不能说成物体的温度为1 ℃.(时间：60分钟)题组一平衡态与热平衡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，但体积仍可变化答案 A解析如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化．温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态．2．有关热平衡的说法正确的是( )A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究三个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别答案 C解析处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错；热平衡定律对多个系统也适用，故B错；由热平衡的意义知，C正确；温度是热平衡的标志，必须相同，故D错．题组二温度与温标3．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答案AD解析温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度的感觉具有相对性，A正确，B错误；热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体，而热量是过程量，不能说物体含有热量，C错误，D正确．4．下列有关温标的说法正确的是( )A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据D．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系答案 A解析温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，A对，B错；每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0 ℃表示标准大气压下冰的熔点，100 ℃为标准大气压下水的沸点，C错；热力学温标和摄氏温标，数值上有T＝t＋273.15 K，D错．5．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B．温度是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C．热力学零度是低温的下限D．任何物体，温度下降到某一点就不能再降答案BCD解析热力学零度是低温的下限，永远不能达到，故A错．题组三温度与温度计6．伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计，如图1所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则( )图1A．该温度计的测温物质是槽中的液体B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的答案CD解析细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物质是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错，C、D正确．7．如图是四种测液体温度的方法，其中正确的是( )答案 D解析温度计的正确使用方法是将温度计的玻璃泡而非整个温度计放入液体中，并且不要让温度计液泡与容器壁或底接触，所以D项正确．8．根据图2判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是( )图2A．水，水的密度小B．水，水的密度出现异常现象C．汞，汞的密度大D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系答案 D解析由于水的密度和温度关系的曲线是不规则曲线，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀．故正确答案为D.题组四综合应用9．严冬湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动．为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是( ) A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬挂在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数答案 C解析要测量冰下水的温度，必须在温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，但是隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡状态下的温度，所以A、D的做法不正确，C的做法正确；B的做法也失去了原来的热平衡，饮水瓶提出后，再用温度计测，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度．10．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的．它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点)．摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的．如图3所示，以冰点定为0 ℃，汽化点定为100 ℃，因此在这两个固定点之间共为100 ℃，即一百等份，每等份代表1度，用1 ℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由开尔文创立，把－273.15 ℃作为零度的温标，叫做热力学温标(或绝对温标)．热力学温标用K表示单位，常用T表示．试回答：图13(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________.(2)如果可以粗略地取－273 ℃为绝对零度．在一标准大气压下，冰的熔点为________℃，即为________ K，水的沸点是________℃，即________ K.(3)如果物体的温度升高1 ℃，那么，物体的温度将升高________ K.答案(1)T＝t＋273.15 K (2)0 273 100 373 (3)1解析(1)摄氏温标冰点温度为0 ℃，汽化点温度为100 ℃，且用t表示；而热力学温标是把－273.15 ℃作为零开尔文的，用T表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T＝t ＋273.15 K.。