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第 4 节温度和温标1.均衡态：假如容器与外界没有能量互换，经过一段时间后，容器内各点的压强和温度都不再变化。
2．热均衡：两个互相接触的系统，经过一段时间此后状态参量不再发生变化，这说明两个系统对传热来说已经达到了均衡。
3．热均衡定律：假如两个系统分别与第三个系统达到热均衡，那么这两个系统相互之间也必然处于热平衡。
全部达到热均衡的系统都拥有同样的温度。
4．摄氏温度 t 与热力学温度T 的关系：T＝ t＋ 273.15 K。
一、状态参量与均衡态1．热力学系统往常把由大批分子构成的研究对象称为热力学系统。
2．外界指系统以外与系统发生互相作用的其余物体的统称。
3．状态参量描绘系统热学性质的物理量，常用的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。
4．均衡态系统在没有外界影响的状况下，经过足够长的时间，各部分的状态参量达到稳固的状态。
二、热均衡与温度1．热均衡：两个互相接触的热力学系统的状态参量不再变化。
2．热均衡定律：假如两个系统分别与第三个系统达到热均衡，那么这两个系统相互之间也必然处于热均衡。
3．热均衡的性质：全部达到热均衡的系统都拥有同样的温度。
4．温度：表征互为热均衡系统的共同热学性质的物理量。
三、温度计与温标1．常有温度计的测温原理名称测温原理水银温度计依据水银的热膨胀的性质来丈量温度金属电阻温依据金属铂的电阻随温度的变化来丈量温度度计气体温度计依据气体压强随温度的变化来丈量温度热电偶温度依据不一样导体，因温差产生电动势的大小不一样来丈量温度计2．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 ℃之间均匀分红100 等份，每份当作 1 ℃。
(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，规定摄氏温度的－273.15_℃为零值，它的一度等于摄氏温度的一度。
(3) 摄氏温度与热力学温度：为①摄氏温度：摄氏温标表示的温度，用符号②热力学温度：热力学温标表示的温度，用符号K 。
温度和温标知识元温度和温标知识讲解一、热平衡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，我们就说两个系统达到了热平衡，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。
二、温度和温标1．温度（1）宏观上，表示物体的冷热程度；（2）微观上，反映分子热运动的剧烈程度；（3）一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。
2．温标摄氏温标热力学温标提出者摄尔修斯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tＴ单位名称摄氏度开尔文单位符号℃K关系T=t+273.15K一开尔文与一摄氏度的大小相等例题精讲温度和温标例1.下列关于热力学温度的说法中正确的是（）A．热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B．零摄氏度等于-273.15KC．热力学温度的零度是可能达到的D．气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零例2.关于温度和温标下列说法正确的有（）A．温度相同的氢气和氧气，它们的分子平均速率相等B．当温度等于0℃时，分子的动能为零C．摄氏温度t与热力学温度T之间的关系为t=T+273.15K D．物体温度上升1℃相当于热力学温度上升1K例3.下列叙述中，正确的是（）A．100摄氏度的水变成水蒸气其内能不变B．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态C．热平衡就是指平衡态D．不同温标表示的温度数值不同，则温度不同例4.关于温度，下列说法中错误的是（）A．温度是表示物体冷热程度的物理量B．温度是分子平均动能大小的量度C．1℃就是1KD．摄氏温度改变1℃，相应热力学温度也改变1K，两者是等效的例5.关于热力学温标和摄氏温标（）A．某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10KB．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃C．热力学温度升高1K小于摄氏温度升高1℃D．热力学温标中的每1K与摄氏温标中每1℃大小相等例6.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．某物体的摄氏温度为10℃，即其热力学温度为10KC．0℃可用热力学温度粗略地表示为273KD．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较。
4温度和温标记一记温度和温标知识体系一个比较——平衡态与热平衡一个定律——热平衡定律一个关系——摄氏温标与热力学温标的关系T＝t＋273.15 K三个理解——温度、平衡态、热平衡辨一辨1.只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态．(×)2．两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．(√)3．处于热平衡的两个系统的温度一定相等．(√)4．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K．(√)5．摄氏温度与热力学温度都可能取负值．(×)想一想1.平衡态就是热平衡吗？提示：不是，平衡态是一个系统所处的状态，该状态下系统的状态参量如温度、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．2．达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度吗？提示：不正确，温度是反映分子做无规律运动的剧烈程度，是大量分子热运动的集体表现，对单个分子来说温度没有意义，并非达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度．思考感悟：练一练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．重力解析：由热平衡的定义可知，C项正确．答案：C2．(多选)下列有关温度的说法正确的是()A．用摄氏温度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 ℃.答案：AB3．关于温度和测量温度的依据，下列说法不正确的是() A．温度宏观上反映物体的冷热程度，我们感觉冷的物体温度低B．当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时，则A物体与B物体之间也处于热平衡状态C．当甲、乙两物体达到热平衡时，甲、乙两物体的温度相同D．热平衡是利用温度计测量温度的依据解析：温度宏观上反映物体的冷热程度，但并不是感觉冷的物体温度就低，人体感受的物体冷热程度，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的热量的多少有关，A项错误；由热平衡定律知道，B项正确；只要两个系统温度相同且不再发生变化，它们就处于热平衡状态，所以C、D两项正确．答案：A4．(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的温度一定相等解析：一般来说，描述系统状态的参量不止一个，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，A 项错误；根据热平衡的定义可知B、D两项是正确的；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项错误．答案：BD要点一热力学温标与摄氏温标的关系1.下列关于热力学温度的说法中，不正确的是()A．热力学温度的零度是－273.15 ℃B．热力学温度的每一度的大小和摄氏温度每一度的大小是相同的C．绝对零度是低温的极限，永远达不到D．1 ℃就是1 K解析：由T＝t＋273.15 K可知选项A、B说法正确；绝对零度只能无限接近，不能达到，C项说法正确；表示变化量时，改变1 ℃就是改变1 K，但是表示温度时，1 ℃与1 K不同，D项说法错误，故选D.答案：D2．(多选)关于热力学温度，下列说法中正确的是()A．－33 ℃与240 K表示同一温度B．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 ℃与240 K表示同一温度，A、B两项正确；热力学温度初态为273 K＋t，末态为273 K＋2t，温度变化t K，故D项错误；对于摄氏温度可取负值的范围为－273 ℃至0 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C项错误．答案：AB3．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，某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，其中正确的是() 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，可待较长时间后读出示数解析：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，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，显示的又不是原平衡态下的温度，所以A、D两项不正确，B项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．只有C项正确．答案：C4．下图是四种测液体温度的方法，其中正确的是()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项正确．答案：D要点二对温度、平衡态、热平衡的理解5.(多选)关于热平衡定律的理解正确的是()A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统热平衡C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙也处于热平衡D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同解析：两个系统热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故A、B两项正确，C、D两项错误．答案：AB6．[2019·榆林高二检测](多选)下列物体中处于平衡态的是()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解析：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项错误；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项正确；同理可知D项也正确；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项错误．答案：BD7．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解析：本题考查的知识点是热平衡．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项错误；热平衡定律对多个系统也适用，故B项错误；由热平衡的意义知，C项正确；温度是热平衡的标志，必须相同，故D 项错误．答案：C8．两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，则关于它们后来是否能处于热平衡的说法中正确的是()A．不能B．一定能C．要看它们后来的温度是否相同D．取决于除温度外的其他状态参量是否相同解析：由热平衡定律可知，只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他状态参量是否相同无关．答案：C基础达标1.(多选)在热学中，要描述一定质量气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量()A．每个气体分子的运动速率B．压强C．体积D．温度解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量．气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量．故B、C、D三项正确．答案：BCD2．(多选)下列关于温标的说法正确的是()A．温标不同，测量时得到的同一系统温度的数值可能是不同的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．热力学温标是从理论上规定的解析：根据热量的传播特性可知，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，因此热量传播方向的决定因素是温度，故D项正确，A、B、C三项错误．答案：D3．(多选)热力学系统的平衡态的特点是()A．定态平衡B．动态平衡C．分子已经不动D．分子仍做无规则运动解析：热平衡是一种动态平衡，是大量分子运动的平均效果，处于热平衡的系统，分子仍在做无规则运动．答案：BD4．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．故A项正确，B、C、D三项错误．答案：A5．关于温度与温标，下列说法正确的是()A．温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值C．摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD．热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析：温标是温度数值的表示方法，所以温度与温标是不同的概念，用热力学温标表示的温度称为热力学温度，A项错误；摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故B项错误；摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，D项正确；摄氏温度升高3 ℃，也就是热力学温度升高了3 K，故C项错误．答案：D6．(多选)温度计所用测量温度的物质应具备的条件为() A．它必须是液体或气体B．它因冷热而改变的特性要有重复性C．它因冷热所产生的效应相当明显D．当它与其他物体接触后，能在短时间内达到热平衡解析：温度计所用测量温度的物质应该具有以下特性：因冷热而改变的特性要有重复性，因冷热所产生的效应相当明显，当它与其他物体接触后，能在短时间内达到热平衡．至于物质是固态还是液态则没有要求．故选B、C、D三项．答案：BCD7．(多选)下列叙述正确的是()A．若不断冷冻，物体的温度就会不断地下降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了解析：热力学零度是低温的下限，永远不能达到，故A项错误，C、D项正确．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，故B项正确．答案：BCD8．小明自定一种新温标p，他将冰点与沸点之间的温度等分为200格，且将冰点的温度定为50 p，今小明测量一杯水的温度为150 p时，则该温度用摄氏温度表示时应为()A．30 ℃B．40 ℃C．50 ℃D．60 ℃解析：每格表示的摄氏度为100200℃＝0.5 ℃，比冰点高出的温度为(150－50)×0.5 ℃＝50 ℃，C项正确，A、B、D三项错误．答案：C9．在25 ℃左右的室内，将一支温度计从酒精中取出，观察它的示数变化情况是()A．上升B．下降C．不变D．先下降后上升解析：室温为25 ℃，温度计在酒精中的示数为25 ℃.将温度计拿出后，附着在温度计上的酒精挥发吸热，使温度计温度降低，挥发结束后，温度计和周围环境达到热平衡，示数再次恢复到25 ℃.答案：D10．荷兰人华伦海特引入了华氏温度，规定水凝固时的温度为32华氏度，标准大气压下水沸腾时的温度为212华氏度．中间分为180等份，每一等份代表1华氏度，今年1月份上海出现了近几年罕见的低温，最低温度接近－10摄氏度，换算成华氏温度为()A．14华氏度B．16华氏度C．18华氏度D．20华氏度解析：设摄氏温度为t时，对应的华氏温度为T，根据题述知，T＝1.8t＋32，将t＝－10 ℃代入得T＝14华氏度，故选A项．答案：A11．关于分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标所表示的t与T的关系图线说法错误的是()A．为直线B．通过第二象限C．纵截距小于横截距D．斜率为1解析：根据T＝273.15 K＋t可知t与T的关系图线是一条与纵坐标轴交点坐标为(0,273.15 K)、斜率是1的倾斜直线，故A、B、D三项正确，选C项．答案：C12．目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成并投入使用．加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，则该温度用热力学温标可表示为()A．2 K B．271 KC．4 K D．0.1 K解析：由热力学温标与摄氏温标的关系式T＝t＋273 K和t＝－271 ℃得T＝2 K，故A项正确．答案：A能力达标13．(多选)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成的解析：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成的，故A 、B 两项错误，C 、D 两项正确．答案：CD14．实验室有一支读数不准确的温度计．在测一标准大气压下冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测一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 ℃解析：此温度计1 ℃表示的实际温度为10080－20℃＝53 ℃，当它的示数为41 ℃时，它的示数变化的格数为21格，对应的实际温度应为21×53 ℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计的示数应变化6053＝36格，即它的示数应为(36＋20) ℃＝56 ℃，所以C 项正确．答案：C。
4温度和温标1．平衡态和状态参量在物理学中，通常把所研究的对象称为系统。
(1)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。
反映了系统的特征、性质。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化，这种情况下就说系统达到了平衡态。
(3)非平衡态系统宏观性质随时间变化而变化，这种情况下就说系统处于非平衡态。
谈重点平衡态①系统各部分的参量并不相同，而且可能正在变化，然而在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内的各部分的状态参量会达到稳定，即达到平衡态。
②把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中，如果容器和外界没有能量的交换，经过一段时间后，容器内各点的温度、压强就会变得一样，即达到平衡态。
【例1】表示系统存在状态的各物理量中温度不断发生变化就说系统处于平衡态，对吗？解析：描述系统存在的任何一状态参量发生变化，系统都处于非平衡态，温度是描述系统存在的其中一个物理量，温度发生变化，说明系统不处于平衡态，所以这种说法不对。
描述系统状态的热学参量有多个，其中任何一个发生变化，系统就不处于平衡态。
答案：见解析释疑点热学、力学中的平衡描述系统状态的热学参量有多个，其中一个发生变化，系统就不再处于平衡态。
热学平衡与力学中的受力平衡是不同的概念，力学中的受力平衡研究对象是物体，特点是合力为零；热学中的平衡是系统的一种状态。
2．热平衡与温度(1)热平衡两个系统相互接触，它们间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化时，此时的状态叫做热平衡状态，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热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。
(3)对温度的理解①温度的宏观解释温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
通常情况下，冷的物体我们说它的温度低，热的物体我们说它的温度高。
温度和热平衡状态有着密切的关系，各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们之间发生了热量的传递。
课堂探究一、平衡态与状态参量问题探究描述气体的状态参量是什么?什么是平衡态?要点详解1．系统:在物理学中,把所研究的对象称为系统．例如:一瓶气体、几个相互接触的物体、器皿中的液体与它上方蒸气的整体等．状元笔记描述物体(包括气体)的状态参量是压强、体积、温度．2．状态参量:描述系统状态的物理量,叫系统的状态参量,例如:用体积描述它的几何性质,用压强描述其力学性质,用温度描述其热学性质．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．把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中,如果容器和外界没有能量的交换,经过一段时间后,容器内各点的温度、压强就会变得一样．二、热平衡与温度问题探究两个系统处于热平衡时,有什么样的“共同性质”？要点详解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．状元笔记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．初学者往往认为热平衡只存在于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．3．温度两个系统处于热平衡时,它们具有一个“共同性质”,我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度．状元笔记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．【示例】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解析：热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误，C项正确．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项也正确．答案：BCD三、温度计与温标问题探究温度计的测温原理是什么?要点详解1．温度计的测温原理(1)水银温度计是根据物体热胀冷缩的性质来测量温度的．(2)金属电阻温度计是利用金属的电阻与温度的关系来测量温度的．(3)气体温度计是根据气体压缩与温度的关系来测量温度的．(4)电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的．状元笔记凡是物质的特性（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．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．3．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．4．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＋273．15K．(通常在计算中取T＝t＋273K) 此公式有以下几方面的意义：(1)水的三相点为273．16K，而冰的熔点为273．15K，所以0℃是在水的三相点之下：0．01℃或0．01K，即有关系式T＝273．15＋t而不是T＝273．16＋t．(2)公式表示的仅是两种温度间的数值关系：常数273．15加摄氏温度的大小为热力学温度的大小，而在单位上不能相加．在该式中,T、t的单位分别用K、℃．(3)每一开尔文与每一摄氏度的大小相等．设某物体的摄氏温度由t1变到t2，对应的热力学温度分别为T1、T2,则有：T1＝273．15＋t1①T2＝273．15＋t2②则ΔT＝T2－T1＝t2－t1＝Δt．③③式的物理意义在于：用摄氏度表示的温差等于用开尔文表示的温差，即每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小是相等的．【示例】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1K与摄氏温标中每1℃大小相等B．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃C．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃D．某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10K解析：热力学温标和摄氏温标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1K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283K，D错．答案：AC。
4 温度和温标理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。
2008年春节前夕，我国南方遭遇了几十年一遇的特大雪灾，很多地方交通阻断，电力遭到严重破坏。
大雪中，电力工人冒着严寒抢修电路，某工人在找铁棒和木头时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的物理量是温度，于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？提示：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。
之所以感觉到铁棒特别凉，是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比较多的缘故。
一、状态参量与平衡态1．热力学系统：在热学中，通常把__________称为系统。
2．外界：系统之外与系统发生相互作用的__________统称外界。
3．状态参量：在热学中，为确定系统的状态所需要的________叫做系统的状态参量。
例如：为了确定系统的空间范围，要用到________；为了确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用，要用到________；而要确定系统的冷热程度，要用到________。
4．平衡态：在没有______影响的情况下，无论其初始状态如何，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量能够达到______，这种情况下就说系统达到了平衡态。
思考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，而且不随时间变化，这种状态是否为平衡态？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。
思考2：平衡态与热平衡是一回事吗？三、温度计与温标(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＝____________。
思考3：“在新疆某些地区，夏季昼夜温差达15 ℃”“在我国东部沿海地区，秋、冬两季最高气温相差15 K”，以上两种叙述中的温度差哪种说法大些？答案：一、1.研究对象2．其他物体3．物理量体积V压强p温度T4．外界稳定思考1提示：不是，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响。
二、1.状态参量2．热平衡热平衡热力学第零3．热学性质热学性质热平衡思考2提示：不是。
平衡态是对某一系统而言的，而热平衡是对两个相互接触的系统而言的。
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，两系统便达到了热平衡，此时的两个系统都处于平衡态。
三、1.热膨胀电阻压强温差2．(1)定量(2)0100100－273.15(3)摄氏t摄氏度℃热力学基本T开尔文开K t＋273.15 K思考3提示：一样大。
因为用热力学温度和摄氏温度表示温度变化时，每变化1 ℃和每变化1 K数值上是相等的，只是它们的零值规定不同。
一、对平衡态与热平衡的理解1．平衡态是一个系统所处的状态，在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。
而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。
2．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。
3．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。
达到热平衡的两个系统都处于平衡态。
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的状态。
二、对温度与温标的理解1．“温度”含义的两种说法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。
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，两个物体相互处于热平衡时，存在某个共同的热学性质，这一“共同热学性质”就是温度，这样的定义更具有科学性。
2．温度计测温原理：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)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。
(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。
(2)热力学温度单位“开尔文”是国际单位制中七个基本单位之一。
类型一热平衡与温度【例1】下列说法中正确的是()。
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点拨：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。
解析：热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误，C项正确；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项也正确。
答案：BCD题后反思：对于热平衡的理解要从两个层面展开，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。
初学者往往认为只有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。
类型二热力学温度与摄氏温度【例2】(2011·日照高二检测)关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是()。
A．某物体摄氏温度为10 ℃，即热力学温度为10 KB．热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃C．摄氏温度升高10 ℃，对应热力学温度升高283.15 KD．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较点拨：热力学温度与摄氏温度在表示温差时，1 K＝1 ℃，而在表示温度时却不相等，即ΔT＝Δt，但T≠t。
解析：热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273.15 K，所以选项A错误；对于T＝t＋273.15 K，有许多同学错误地认为可变形为ΔT＝Δt＋273.15 K，而错误地选择选项C，实际上ΔT＝T2－T1＝t2－t1＝Δt，即用摄氏温度表示的温差等于用热力学温度表示的温差，所以选项B正确，C、D错误。
答案：B题后反思：温标是温度的表示方法，热力学温标与摄氏温标是不同的表示方法，但两者表示的温度既可以比较也可以换算。
它们之间的关系式为T＝t＋273.15 K，并且温度变化相等，关系式为ΔT＝Δt。
1．关于热力学温度与摄氏温度的说法中，正确的是()。
A．摄氏温度升高了10 ℃，则热力学温度升高了283.15 KB．摄氏温度升高了10 ℃，则热力学温度升高了10 KC．随着科学技术的进步，绝对零度是可以达到的D．摄氏温标的零度与热力学温标的零度相同2．(2011·合肥高二检测)目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成，并投入使用。
加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，该温度用热力学温标(取T＝t＋273 K)可表示为()。
A．2 K B．271 K C．4 K D．0.1 K3．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法中正确的是()。
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位之一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 K4．你知道1 ℃与1 K是怎样规定的吗？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。
它们是水在一个标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在一个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A·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℃作单位，常用t表示。
热力学温标由英国科学家开尔文创立，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)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．B摄氏温标与热力学温标的零点不同，但温差是相同的，在现有的知识体系中，绝对零度是低温的极限，是不可能达到的，故选项A、C、D错误。
2．A由热力学温标与摄氏温标之间的关系可知，T＝t＋273 K＝(－271＋273) K＝2 K3．ABD热力学温度“K”是国际单位制中七个基本物理量之一，其单位称为基本单位，A项正确；用摄氏温标与热力学温标表示同一物体的温度数值不同，必有T＝t＋273.15 K，可知C项错误，D正确；两种温标每一度的含义相同，即1 ℃＝1 K，B项正确。
4．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；而热力学温标把－273.15 ℃作为0 K，用T表示，故它们间的关系为T＝t＋273.15 K。
(2)若取－273 ℃为绝对零度，则T＝t＋273 K，显然在一个标准大气压下，冰的熔点为0 ℃，即273 K；水的沸点为100 ℃，即373 K。
