温标、温度测量及控制

温度和温标
温度是指物体内部分子的运动热度，是衡量物体热度高低的物理量。

在我们日常生活中，温度是非常重要的一个参考指标，我们可以通过测量温度来判断环境是否适宜生活或者工作，也可以根据温度来控制一些设备的工作情况。

而温度的测量则需要使用温度计，目前常见的温度计有家庭常用的水银温度计、电子温度计等。

通过测量不同物体的温度，我们可以得到不同温度值，这就需要用到温标。

温标是用来确定温度取值的量规，可以把温度值转化为人们可以理解和认识的数字表示。

常见的温标有摄氏度、华氏度和开氏度等多种。

其中，摄氏度和华氏度是我们最为常见的两种温标。

摄氏度是以水的冰点为0度，水的沸点为100度为基准来定义的温标，简称“度”。

而华氏度则是以水的冰点为32度，水的沸点为212度为基准来定义的温标。

两者在温度取值上存在一定区别，比如常见的体温计就是以摄氏度为单位显示体温。

除了摄氏度和华氏度之外，还有一种温标是开氏度。

开氏度是以绝对零度（理论上的温度最低点，所对应的温度为0度）为基准，将温度单位划分为相对大小相等的单位，是物理学中常用的温度单位。

总的来说，温度和温标是我们日常生活中不可或缺的物理指标，通过正确的测量以及正确使用温标，可以更好地控制环境和设备，维护我们的生活和工作环境。

温度的基本单位和测量方法温度是一个物体或系统内部分子运动的一种表现形式。

它是物质内部分子的平均动能的度量，也可以理解为物体的热度高低。

温度的表示和测量对于科学、工程和日常生活都至关重要。

在本文中，我们将讨论温度的基本单位以及常用的测量方法。

一、温度的基本单位国际单位制（SI）中，温度的基本单位是开尔文（Kelvin，K）。

开尔文是绝对温标，它的零点是绝对零度，记作0K。

绝对零度是物质的温度最低限度，是所有分子运动的最低点，此时分子无动能。

摄氏度和华氏度是其他常用的温度单位。

摄氏度（Celsius，℃）是以水的冰点和沸点作为参照物。

在摄氏度下，水的冰点被定义为0℃，沸点被定义为100℃。

摄氏度与开尔文之间的换算关系为：K = ℃ + 273.15。

华氏度（Fahrenheit，℉）是以水的结冰点和沸点作为参照物。

在华氏度下，水的结冰点被定义为32℉，沸点被定义为212℉。

华氏度与开尔文之间的换算关系为：K = (℉ + 459.67) / 1.8。

除了这些常用的温度单位外，还有一些其他的温度单位，如兰氏度、列氏度等。

这些单位在特定的领域和条件下有其应用，但相对较少被普遍使用。

二、温度的测量方法1. 水银温度计水银温度计是一种常见的温度测量仪器，在日常生活和实验室使用中广泛存在。

它利用水银在温度变化时的膨胀和收缩来测量温度。

温度计的工作原理是基于水银的热胀冷缩性质，当温度升高时，水银柱上升；当温度降低时，水银柱下降。

温度计上的刻度可以根据所需的单位进行标注，通常以摄氏度为主。

2. 热电偶热电偶是一种将温度转换为电压信号来测量温度的装置。

它由两种不同金属的连接处组成，当温度变化时，金属之间产生的电动势也会发生变化。

热电偶通过测量电压变化来确定温度的变化。

热电偶具有广泛的应用范围，可以测量从极低温度到极高温度的范围。

3. 红外线温度计红外线温度计是一种可以通过测量被测物体辐射出的红外辐射来确定温度的装置。

温度的测量及控制（一）温标温度是表征体系中物质内部大量分子、原子平均动能的一个宏观物理量。

物体内部分子、原子平均动能的增加或减少，表现为物体温度的升高或降低。

物质的物理化学特性，都与温度有密切的关系，温度是确定物体状态的一个基本参量，因此，温度的准确测量和控制在科学实验中十分重要。

温度是一种特殊的物理量，两个物体的温度只能相等或不等。

为了表示温度的的高低，相应的需要建立温标。

那么，温标就是测量温度时必须遵循的规定，国际上先后制定了几种温标。

1．摄氏温标是以大气压下水的冰点（0℃）和沸点（100℃）为两个定点，定点间分为100等份，每一份为1℃。

用外推法或内插法求得其它温度t。

2．1848年开尔文（Kelvin）提出热力学温标，通常也叫做绝对温标，以开（K）表示，它是建立在卡诺循环基础上的。

设理想的热机在和（＞）二温度之间工作，工作物质在吸热，在温度放热，经一可逆循环对外做功热机效率卡诺循环中和仅与热量和有关，与工作物质无关，在任何工作范围内均具有线性关系，是理想的科学的温标。

若规定一个固定温度，则另一个温度可由式求得。

理想气体在定容下的压力（或定压下的体积）与热力学温度呈严格的线性函数关系。

因此，国际上选定气体温度计，用它来实现热力学温标。

氦、氢、氮等气体在温度较高、压强不太大的条件下，其行为接近理想气体。

所以，这种气体温度计的读数可以校正成为热力学温标。

热力学温标，规定“热力学温度单位开尔文（K）是水三相点热力学温度的1/273.15”。

热力学温标与摄氏温度分度值相同，只是差一个常数T＝273.15 + t由于气体温度计的装置复杂，使用不方便，为了统一国际间的温度量值，1927年拟定了“国际温标”，建立了若干可靠而又能高度重现的固定点。

随着科学技术的发展，又经多次修订，现在采用的是1990国际温标（ITS－90），其定义的温度固定点、标准温度计和计算的内插公式请参阅中国计量出版社出版的《1990年国际温标宣贯手册》和《1990国际温标补充资料》。

第一讲温度引入（尚未写）知识点睛知识点一：温度与温标温度：表示物体的冷热程度温标：量度物体温度数值的标尺叫。

它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的。

1）摄氏温标(t): 一标准大气压下冰水混合物的温度规定为0℃,滚水的温度规定为100℃。

单位：摄氏度（℃）2)热力学温标(T)：又称国际温标或绝对温标，以绝对零度为基点的标尺。

即℃，在此温度下分子停止运动（0℃＝）。

它以-273.15℃作为起点，单位为开尔文（K）。

即=0℃。

二者的换算关系是：T=（t＋）K知识点二：温度计——测量温度的仪器1） 构造：内径细而均匀并带有刻度的玻璃管和装有适量液体的玻璃泡2）原理：物体的热胀冷缩乒乓球瘪了，让它变回原状，什么缘故用热水？用冷水行吗，什么缘故？知识点三：分类1) 用途分类2) 材料分类温度计种类 测量温度范围 煤油温度计 约-30℃～ 150℃ 酒精温度计 约-117℃～ 78℃ 水银温度计约-39℃ ～357℃温度计名称实验用温度计 体温计 寒暑表 不同点温度计的量程_-20_℃~_110℃__35_℃~_42__℃_-20_℃~_50℃ 分度值 ___1_℃ ℃ ___1_℃ 用途 测___液体温度___测__体温___测___气温____相同点原理都是根据液体__热胀冷缩__的性质制成的单位都是___摄氏度_____因空隙太小导致铁轨扭知识点四：温度计的利用方式1，实验用温度计利用方式想一想下面哪一种方式是正确的，什么缘故？⑴观看：利用温度计前，第一要观看量程和最小刻度值，也确实是认清温度计上每一小格表示多少摄氏度，而且在测量前要先估量被测物的温度，选择适合的温度计⑵放置：测量时应将温度计的玻璃泡全数浸入被测液体中，不要碰着容器底或容器壁。

能够竖直放置，也能够斜着放置。

被测量的液体的数量不能太少，最少要能够全数淹没温度计的玻璃泡为宜，而且要用搅拌棒（不可用温度计代替搅拌棒）将液体搅拌搅拌，使整个液体遍地的温度均匀后再测量。

温标的概念温标是衡量温度的一种标准，它是根据物质的某种性质变化规律来制定的。

不同的温标在测量和表达温度时有不同的特点和用途，而温度的概念则是热力学中非常重要的基本量之一。

最常用的温标是摄氏温标和华氏温标。

摄氏温标是以水的冰点和沸点为参照物，将这个温度范围等分为100份，记为摄氏度。

摄氏温标的冰点为0℃，沸点为100℃。

华氏温标是以水的冰点和人体的平均体温为参照物，将这个温度范围等分为180份，记为华氏度。

华氏温标的冰点为32℉，人体平均体温为98.6℉。

除了摄氏温标和华氏温标，国际上还有开氏温标和热力学温标等。

开氏温标是以绝对零度（-273.15℃）为起点，将温度范围等分为绝对温度单位开尔文。

开氏温标是热力学温标的一种，它在热力学计算和科学研究中广泛使用。

温标的建立是基于物质的性质变化规律，也是人类对温度的认知和测量的结果。

不同物质在温度变化时表现出不同的性质变化，例如固体的膨胀、液体的沸腾和气体的压缩等。

根据这些性质变化规律，人们制定了不同的温标来测量温度。

温标的概念在实际生活和科学研究中起着重要的作用。

温度是物质的重要特征之一，它与物质的性质、状态以及物理、化学变化等因素密切相关。

通过温度的测量和控制，人们可以了解和掌握物质的性质和变化规律，从而实现各种目的。

在日常生活中，温度的测量和控制是非常常见的。

无论是家庭、工业还是农业，都需要对温度进行测量和调节。

例如，家庭中使用温度计来测量室内外的温度，决定是否开启空调或供暖设备。

工业中使用温度传感器来监测设备和生产过程中的温度变化，确保工作环境和产品质量的稳定。

农业中使用温度计来测量土壤和水体的温度，判断农作物的生长状况和养殖动物的健康状况。

温标的概念在科学研究中也具有重要意义。

在物理学、化学、生物学等科学领域，温度是许多实验和理论研究的重要参数之一。

通过精确测量和控制温度，科学家可以研究物质的性质和变化，揭示自然界的规律和机制。

例如，在物理学中，通过温度的测量和控制，研究热传导、热辐射和热力学等现象和定律；在化学中，通过温度的调节，研究化学反应的速率、平衡和能量变化等；在生物学中，通过温度的控制，研究生物体的生理过程和生态系统的稳定性等。

1. 温度和温标-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案本教案主要涉及高中物理第三册内容中的温度和温标。

一、教学目标1.掌握温度的概念和衡量方法；2.了解摄氏温标和绝对温标；3.理解温度与热运动、温度计、热力学等的关系；4.能够解决与温度和温标相关的实际问题。

二、教学重点1.摄氏温标和绝对温标的概念与计算方法；2.两种温标之间的转换关系；3.温度与热运动、温度计、热力学的关系。

三、教学难点1.摄氏温标和绝对温标的计算方法；2.温度与热力学的关系。

四、教学内容及步骤4.1 概念理解教师可以先通过实际的例子，引出温度的概念和意义。

引导学生思考温度与热运动的关系、温度计的原理、热力学的基本法则等问题。

4.2 摄氏温标1.摄氏温标的定义和衡量方法：以水的冰点0℃和沸点100℃为标准。

2.摄氏温标的应用：例如空调温度调节、气象预报等。

4.3 绝对温标1.绝对温标的定义和衡量方法：以绝对零度-273.15℃为零点，温度单位为开尔文(K)。

2.绝对温标的应用：例如低温科学实验、热力学计算等。

4.4 温标之间的转换1.摄氏温度和开尔文温度的转换公式：K = ℃ + 273.15。

2.实例演练：例如50℃转换为开尔文温度的值。

4.5 温度计和热力学1.温度计的原理和种类：例如水银温度计、酒精温度计、电子温度计等。

2.温度与热力学的关系：例如热力学第二定律中的热机效率公式：η = 1 - Q2 / Q1。

4.6 实例分析基于教师提供的实际问题，引导学生进行实例分析。

可以结合温度调节、设备维护、物理科学等多个应用场景，让学生对温度测量和控制有更深入的理解和认识。

五、教学方法本节课堂主要采用讲授、实例演示和交互式教学相结合的方法。

在教授部分，教师可以通过用具体的图示和实验实例解释温度和温标的基本概念；在实例分析环节，学生们可以分组进行讨论和分析，提高学生们的自主学习和交流能力。

六、教学评估本节课堂的评估旨在考查学生对于温度、温标和应用场景的综合理解和掌握情况。