(新)高中物理第七章分子动理论第4节温度和温标导学案新人教版选修3-31

4 温度和温标[学习目标］1。

知道什么是状态参量,热平衡的概念．（重点)2.理解热平衡定律及温度的意义，体会生活中的热平衡现象．（重点）3.知道温度计的构造，会使用常见温度计．(重点）4。

理解温标、热力学温度的意义，掌握摄氏温度与热力学温度的区别与联系．(重点、难点）一、平衡态与状态参量1．热力学系统：由大量分子组成的研究对象．2．外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体．3．状态参量:为确定系统的状态所需要的一些量,如：体积、压强、温度等．4．平衡态：无外界影响、状态参量稳定的状态．二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的系统，它们之间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，经过一段时间，这两个系统的状态参量不再发生变化,即这两个系统达到了热平衡状态．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温度的基本原理．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”．(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,符号为K换算关系T＝t＋273。

15 K1．思考判断（正确的打“√”,错误的打“×")（1)当系统处于平衡态时，系统的温度、压强、体积等都不随时间变化．(√）（2)平衡态是一种理想情况．(√)（3)温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量．（√）(4）处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动，热平衡是一种动态平衡．(√)(5）摄氏温度和热力学温度都是从零开始的．(×）2．(多选)下列物体中处于非平衡态的是( )A．冰水混合物处在1 ℃的环境中B．将一铝块放入沸水中加热较长的时间C．冬天刚打开空调的教室内的气体D．用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间E．压缩密闭容器中的空气ACE [冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量，温度升高，不是平衡态，A符合；当铝块放在沸水中足够长的时间，铝块各部分的温度与沸水的温度相同，达到平衡态，B不符合；同理可知D也不符合；冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同，不是平衡态，C符合；压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，不是平衡态，E符合．］3．(多选）两个处于热平衡状态的系统,由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法，正确的是( )A．不能B．可能C．要看它们后来的温度是否相同D．取决于其他状态参量是否相同E．系统达到热平衡，其温度一定相同BCE [只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他参量是否相同无关，故B、C、E正确．］平衡态与状态参量1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．【例1】(多选)下列说法中正确的是（）A．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变B．当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会达到稳定C．只有处于平衡态的系统才有状态参量D．两个物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态E．处于平衡态的系统与外界无能量交换BDE [由于描述系统的各种性质需要不同的物理量,只要其中某个量变化，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，A选项错；系统处于平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化,因而C错误;当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定，B正确;两个物体发生热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差,故系统处于非平衡态,故D正确；处于平衡态的系统与外界无能量交换，E正确．]处理平衡态的问题要注意以下三点(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）下列关于系统是否处于平衡态的说法不正确的是( )A．开空调2分钟内教室内的气体处于平衡态B．两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态C．0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，冰水混合物处于平衡态D．压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态ACD ［开空调2分钟内教室内的气体温度要变化,故不是平衡状态，A错误;两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态,B正确；0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是平衡态，C错误；压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，不是平衡态,D错误．]热平衡与温度1（1）宏观上①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量．②与热平衡的关系:各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时,它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统,经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态．(2）微观上①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志．②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的．2．热平衡(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．(2)若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理．3．热平衡定律的意义热平衡定律又叫热力学第零定律,为温度的测量提供了理论依据．因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时,不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低．【例2】(多选）关于平衡态和热平衡，下列说法中不正确的有（）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，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的压强一定相等E．处于热平衡的几个系统的温度一定相等ACD [一般来说，描述系统的状态参量不只是一个，根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化,系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知处于热平衡的两个系统温度相同，故B正确、D错误、E正确；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错误．］热平衡与温度理解的两个误区误区1:误认为只要温度不变,系统就处于平衡态产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念，当系统内包括温度在内的所有状态参量都不随时间变化时，系统才是处于平衡态．误区2：误认为平衡态就是热平衡产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关系，错误地认为处于平衡态的两个物体之间一定会处于热平衡状态．其实各自处于平衡态的两个物体温度不一定相同，它们接触后各自的状态会发生变化，直到达到热平衡为止．2．（多选)下列有关热平衡的说法，不正确的是（)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E．两系统的温度相同时,才能达到热平衡ABD [本题考查的知识是热平衡．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；由热平衡的意义可知，C正确；温度相同是热平衡的标志，必须相同，故D错,E正确,正确选项为A、B、D.］温度计和温标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。

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_________，它能够是_________，也能够是_________，而描述那个系统状态的物理量叫做那个系统的_________.2.若是两个系统别离与第三个系统达到_________，那么这两个系统彼此之间_________，那个结论称为_________，也就是咱们常称作的热力学第零定律.决定一个系统是不是达到热平衡的状态参量是_________.3.定量描述温度的一套方式称为_________，现代科学中利用更多的是_________，它与咱们常见的摄氏温标的关系是_________.疑难冲破关于温度计上刻度肯定方式的理解.剖析：要解决此问题就必需对温度计的构造和原理有一个全面的理解，咱们实验室用的温度计多数是利用液体的热胀冷缩的性质制成的，按照液体体积的转变和温度转变呈线形的关系，若是在体积和温度转变图线上已知两个点，就可以够通过这两个点肯定一条唯一的直线.按照这一关系，咱们就可以够肯定温度计的刻度.下面咱们来讲明：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 ℃,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份等分100等份，则每一等份的长度就表示1 ℃，如此这支温度计的刻度就肯定了.问题探讨问题：用实验验证热力学第零定律是不是正确.探讨：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)过段时刻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中温度计示数的转变情形并记录数据.图7-4-2探讨结论：通过实验发觉A、B中的温度计读数大体不变，故可得出热力学第零定律是正确的.典题精讲【例1】当甲、乙两物体彼此接触后，热量从甲物体流向乙物体，如此的情形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：按照热能的传播特性：热量老是从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部份传递到低温部份，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： K和摄氏温标的示数0 ℃，二者的大小关系，下列说法正确的是( )K>0 ℃ K<0 ℃K=0 ℃ D.温标不同无法比较思路解析：按照热力学温标和摄氏温标的转化关系T=t+ K,能够进行二者之间的关系的转化，把它们转化为同一温标后，就可以够进行大小比较了，综上所述，咱们能够看出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，温度计的利用和制造原理是本节课的重点，尤其要掌握温度计刻度的肯定，初中咱们就已经对温度计有了初步的了解，大家能够在学习本节前对相应的知识进行回忆，以帮忙同窗们更好地掌握温度和温标的概念，完本钱节的学习任务.疑难导析:A：构造温度计主要部份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.当温度转变时，咱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 这种温度计是按照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转变，在细管内就可以够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，就必需从热平衡的决定因素和影响条件入手进行试探，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，也就是说导热性专门好时，在通过一段时刻后，系统的各参量之间再也不发生转变时，咱们就称那个系统达到了热平衡，决定系统是不是达到热平衡的最主要参量是温度，也就是说只要温度再也不发生转变，那么这两个系统就达到了热平衡，只要抓住了以上几点，那么那个实验就专门好理解了.典题导考绿色通道：此类问题是关于热平衡的应用.解决本题的根本前途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式，不同的温标之间有必然的转化关系，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.。

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，常用的温标有热力学温标和摄氏温标.注意两种温标确定的温度数值不同，但表示温度变化的数值相同.热力学温度T和摄氏温度t关系为T=t+273.15 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不再改变.具体判断方法是：描述系统各种性质的状态参量均保持不变，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：指的是两个系统相互作用后，两个系统的状态参量都不再变化时达到的状态，达热平衡时两系统具有一个“共同性质”，表征这一“性质”的物理量定义为温度.判断两系统是否达热平衡的方法，一是看温度是否改变，二是根据热平衡定律.3.对温度计测温度的原理的理解(1)温度计是根据物质的某个特性制造出来的，水银温度计是根据水银的热膨胀制造而成，其特点总是细管中水银柱的高度与温度成线性关系.金属电阻温度计是根据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法是根据测温物质的测温特性确定的.例如，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℃，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类题演练1 “在冬天，一昼夜的温差为15℃”和“在冬天，一昼夜的温差为15 K”，以上两种叙述中的温度差哪种说法大些？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间隔是相同的.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沸水中加热，经过一段时间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，当水温不再上升时，这就是铜块与水的共同温度，根据实验的数据就可以计算铜块的比热容”.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：铜块放入水中加热经过一段时间后铜块和沸水各自达到“平衡态”，它们这两个系统达到“热平衡”，铜块的温度就等于沸水的温度.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，当水温不再上升时，水、铜块和温度计各自达到平衡态，三者达到热平衡.答案：见解析类题演练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“共同的性质”即温度，所以甲、乙两物体间一定存在温差，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 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 变化的情况.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rR E I +=可知：电流通过导体，电阻发热，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。

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。

4 温度和温标互动课堂疏导引导一、温度1.温度是表示物体冷热程度的物理量.2.温度的微观含义：温度是物体分子平均动能的标志，表示物体内部分子无规则运动的剧烈程度.3.温度的两个单位（1）摄氏温度：规定1标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为100℃.表示符号为t.（2）热力学温度：规定-273.15℃为热力学温度的0 K.热力学温度与摄氏温度单位等大.表示符号为T，单位为开尔文，符号为K.热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一.0 K称为绝对零度，是低温的极限.（3）热力学温度与摄氏温度的关系是：T=t+273.15 K，一般地T=t+273 K.二、热力学温标与摄氏温标的区别与联系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，但表示温度的单位是等大的，温度的变化量相同即ΔT=Δt.注意：（1）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.（2）易混点：有些同学认为物体感觉冷就是温度低，其实这种说法是缺乏科学依据的，人体感受到物体的冷热程度，一方面取决于被感受的物体的温度，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.活学巧用1.在下物各项中属于国际单位制中基本单位的是（）A.库仓，安培，千克，米B.牛顿，千克，米，秒C.帕斯卡，千克，安，牛顿D.米，千克，秒，开尔文解析：国际单位制中共有7个基本单位：摩尔、开尔文、坎德拉，米、千克、秒、安培，因而只有D选项正确.答案：D2.天气预报中，某地最高气温是38℃，用热力学温度表示为____________；中科院在研究超导现象过程中，发现了一种物质的临界温度为127 K，用摄氏温度可表示为____________.解析：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.T=t+273 K=38 K+273 K=311 K；t=(T-273)℃=(127-273)℃=-146℃答案：311 K -146℃3.关于热力学温标和摄氏温标（）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等于摄氏温度升高1℃D.某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10 K解析：热力学温标和摄氏温度尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K 与摄氏温标中变化1℃是相同的，故A、C对，B错；摄氏温度为10℃的物体，热力学温度为283 K，D错.答案：AC。

第4节温度和温标课堂合作探讨问题导学一、平衡态与热平衡活动与探讨11．表示系统状态的各物理量中温度不断发生转变就说物体处于平衡态，对吗？2．“在测定某金属块的比热容时，先把质量已知的金属块放在滚水中加热。

通过一段时刻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。

按如实验数据就可以够计算出金属块的比热容。

”以上叙述中，哪个地方涉及了“平衡态”和“热平衡”的概念？迁移与应用1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，系统就必然处于平衡态B．两个系统在接触时它们的状态不发生转变，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的温度必然相等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断地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时刻转变，表现为系统的宏观性质不随时刻转变，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形，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转变。

（3）两个系统达到热平衡后再把它们分开，若是分开后它们都不受外界影响，再把它们从头接触，它们的状态不会发生新的转变。

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。

因此能够说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生转变，咱们就说这两个系统原来是处于热平衡的。

2．热平衡定律的意义热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据，因为处于热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准的温度计别离与各物体接触，即可比较温度的高低。

二、温度计与温标活动与探讨21．将一壶冷水（0 ℃）烧开（100 ℃），用摄氏温标和热力学温标别离表示水始末的温度及温度转变有何不同？2．现实生活中有形形色色的温度计，例如工业上粗略测量用的温度计，最高能够测量到500 ℃，乃至高达3 000 ℃的高温，最低能够测到－120 ℃，最精准的温度计能够精准到10－4℃。

4 温度和温标互动课堂疏导引导一、温度1.温度是表示物体冷热程度的物理量.2.温度的微观含义：温度是物体分子平均动能的标志，表示物体内部分子无规则运动的剧烈程度.3.温度的两个单位（1）摄氏温度：规定1标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为100℃.表示符号为t.（2）热力学温度：规定-273.15℃为热力学温度的0 K.热力学温度与摄氏温度单位等大.表示符号为T，单位为开尔文，符号为K.热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一.0 K 称为绝对零度，是低温的极限.（3）热力学温度与摄氏温度的关系是：T=t+273.15 K，一般地T=t+273 K.二、热力学温标与摄氏温标的区别与联系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，但表示温度的单位是等大的，温度的变化量相同即ΔT=Δt.注意：（1）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.（2）易混点：有些同学认为物体感觉冷就是温度低，其实这种说法是缺乏科学依据的，人体感受到物体的冷热程度，一方面取决于被感受的物体的温度，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.活学巧用1.在下物各项中属于国际单位制中基本单位的是（）A.库仓，安培，千克，米B.牛顿，千克，米，秒C.帕斯卡，千克，安，牛顿D.米，千克，秒，开尔文解析：国际单位制中共有7个基本单位：摩尔、开尔文、坎德拉，米、千克、秒、安培，因而只有D选项正确.答案：D2.天气预报中，某地最高气温是38℃，用热力学温度表示为____________；中科院在研究超导现象过程中，发现了一种物质的临界温度为127 K，用摄氏温度可表示为____________.解析：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.T=t+273 K=38 K+273 K=311 K；t=(T-273)℃=(127-273)℃=-146℃答案：311 K -146℃3.关于热力学温标和摄氏温标（）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等于摄氏温度升高1℃D.某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10 K解析：热力学温标和摄氏温度尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1℃是相同的，故A、C对，B错；摄氏温度为10℃的物体，热力学温度为283 K，D错.答案：AC。