高中物理第七章分子动理论4温度和温标互动课堂学案新人教版选修3_3

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 。

2019-2020年高中物理 7.4《温度和温标》教案新人教版选修3-3目标导航（1）知道什么是状态参量，什么是平衡态。

（2）知道什么是热平衡，什么是热平衡定律。

（3）知道温度的表示方法。

（4）知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计。

（5）理解摄氏温标和热力学温标的转换关系。

诱思导学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。

（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。

２．热平衡与温度（１）温度温度是表示物体冷热程度的物理量，反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。

（２）热平衡一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。

３．温度计与温标（１）温度计是测量温度的工具。

家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热膨胀规律来制成的。

另外，还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。

（２）温标温度的数值表示法叫做温标。

用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度；在国际单位制中，常采用热力学温标表示的温度，叫热力学温度。

热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为：T＝t+273。

15 （K）说明：①两种温度数值不同，但改变1 K和1℃的温度差相同。

②０K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。

典例探究例１细心观察可以发现，常见液体温度计的下部的玻璃泡较大，壁也比较薄，上部的管均匀而且很细，想一想，温度计为什么要做成这样呢？解析：这样做的目的都是为了使测量更准确、更方便。

下部较大而上部很细，这样下部储存的液体就比较多，当液体膨胀收缩时，膨胀或收缩不大的体积，在细管中的液面就有较大的变化，可以使测量更精确；下部的壁很薄，可以使玻璃泡内的测温物质的温度较快地与待测物质的温度一致；细管的粗细是均匀的，是为了使刻度均匀，更便于读数。

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。

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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。

第四节温度和温标课堂探讨探讨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转变就说系统处于平衡态，对吗？为何？提示：不对。

描述系统存在状态的任一状态参量发生转变，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，温度不发生转变，可是描述系统状态的其他物理量(如压强、体积等)有可能转变，所以这种说法不对。

2．决定一个系统与另一个系统是不是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．对热平衡的理解(1)彼此接触的两个系统，各自的状态参量将会彼此影响而别离改变，最后，两个系统的状态参量将再也不转变，咱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)若是两个系统别离与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也一定处于热平衡。

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)别离处于平衡态的两个系统在彼此接触时，它们的状态可能会发生转变，直到温度相同时，两系统便达到了热平衡。

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【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。

高中物理《7.4 温度和温标》教案新人教版选修3-3教学目标（一）知识与技能1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念。

2．掌握热平衡的概念及热平衡定律3．掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。

（二）过程与方法通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。

（三）情感、态度与价值观体会生活中的热平衡现象，感应热力学温度的应用。

教学重点：热平衡的定义及热平衡定律的内容。

教学难点：有关热力学温度的计算。

教学方法：讲练法、举例法、阅读法教学过程（－）引入新课教师：在初中我们已学过了测量温度时常用的一种单位，叫"摄氏度"。

大家都知道：它是以冰水混合物的温度为0度，以一个大气压下沸水的温度为100度，在这两温度之间等分100个等份，每一等份为1个温度单位，叫"摄氏度"。

这种以冰水混合物的温度为零度的测温方法叫摄氏温标，以摄氏温标表示的温度叫摄氏温度。

今天我们将要进一步学习有关温度和温标的知识。

（二）进行新课1．平衡态与状态参量教师：引导学生阅读教材P11有关内容。

回答问题：（1）什么是系统的状态参量？并举例说明。

（2）举例说明，什么平衡态？学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。

参考答案：（1）在物理学中，通常把所研究的对象称为系统。

为了描述系统的状态，需要用到一些物理量，例如，用体积描述它的几何性质，用压强描述力学性质，用温度描述热学性质……这些描述系统状态的物理量，叫做系统的状态参量。

（2）要定量地描述系统的状态往往很难，因为有时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，系统内各部分的状态参量会达到稳定。

举例说，把不同压强、不同温度的气体混在同一个容器中，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。

这种情况下我们说系统达到了平衡态，否则就是非平衡态。

2．热平衡与温度教师：引导学生阅读教材P12有关内容。

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温度和温标教学教法分析●课标要求认识温度的概念．●课标解读1．掌握热平衡与温度的概念．2．知道热力学温度与摄氏温度的关系．3．了解温度计的原理．●教学地位本节主要学习温度的概念，让学生知道热平衡、温标、热力学温度和摄氏温度，本节内容是学习热学内容的基础.教学方案设计●新课导入建议天气预报说某地某日气温最低零下16度，最高零上12度，这个“零上、零下”的零是怎样规定的？绝对零度的零又是怎样规定的？温度的“一度”，到底怎么表示？温度计是靠什么来表示温度高低的？●教学流程设计课前预习：1.看教材；2.填写【课前自主导学】步骤1：导入新课，以天气预报，引出温度、提出问题步骤2：老师提问，检查学生预习效果，并组织讨论步骤3：师生互动完成“探究1”理解平衡态和热平衡定律步骤4：师生互动完成“探究2”掌握温度和温标步骤5：例题讲解并与学生区分热力学温度和摄氏温度步骤6：完成“探究3”掌握处理不准确温度计的方法技巧步骤7：课堂小结：学会总结本节知识，老师布置课时作业课前自主导学知识点1 状态参量与平衡态1.基本知识(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．2．思考判断(1)体积、压强、温度都是描述系统热学性质的状态参量．(×)(2)系统的状态参量永远不会达到稳定．(×)(3)当系统处于平衡态时，系统所有的性质都不随时间变化．(×)3．探究交流一根长铁丝，一端插入100 ℃的沸水中，另一端放入0 ℃的恒温源中，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？【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.知识2：热平衡与温度1.基本知识(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)热平衡状态的特征：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．2．思考判断(1)热平衡的概念只适用于相互接触的系统．(×)(2)表征热平衡达到“共同性质”的物理量是温度．(√)(3)系统达到热平衡，其温度不一定相同．(×)3．探究交流两个相互接触的物体经过一定的时间一定能够达到热平衡吗？【提示】不一定，如果一个物体的温度持续升高时，两个物体之间总存在一个温度差，此时就不是热平衡状态.知识3 温度计与温标1.基本知识(1)常见温度计的测温原理(2)温标：定量描述温度的方法①摄氏温标一种表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0_℃，水的沸点为100_℃.在0和100之间分成100等份，每一份就是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摄氏温度：摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位摄氏度，符号表示为℃.热力学温度：热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位开尔文，符号表示为K.换算关系：T＝t＋273.15_K.2．思考判断(1)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的．(×)(2)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K．(√)(3)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K．(√)3．探究交流摄氏温度和热力学温度有什么相同点和不同点？【提示】相同点：摄氏温度表示的温度差等于热力学温度表示的温度差．不同点：两种温度的起点不同，热力学温度从0开始，而摄氏温度可以取负值．课堂互动研究探究1 平衡态和热平衡的理解【问题导思】1．为什么说热力学平衡态是一种动态平衡？2．两个系统达到热平衡的条件是什么？3．怎样理解热平衡定律的物理意义？1．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的状态．(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，由于外界影响，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化．(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状态．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．特别提醒1．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态；最终两个系统之间的关系是热平衡．2．两个温度不同的物体各自可能处于平衡态．例1 (2013·长沙检测)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，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【审题指导】(1)一个系统的温度、压强、体积等都不变化时，才是处于平衡状态．(2)若两个系统的温度相等，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；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．【答案】 B规律总结处理平衡态的问题要注意以下三点1．平衡态问题与热平衡不同，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．迁移应用1．(2013·镇江调研)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；由热平衡定律知，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两项也正确。

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。