4　温度和温标

1、,第七章,4温度和温标,学习目标 1.知道平衡态及系统的状态参量. 2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系. 3.了解温度计的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、状态参量与平衡态,(1)在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量.在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？,答案体积、压强和温度.,答案,(2)如果系统与外界没有能量交换，该系统就达到平衡态了吗？,答案不是.,1.热力学系统：由大量分子组成的一个研究对象. 2.热力学系统的状态参量 (1)体积V：系统的几何参量，它

2、可以确定系统的 . (2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的 性质. (3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的 程度.,空间范围,冷热,力学,3.对平衡态的理解 (1)在没有外界影响的情况下，系统内的各部分的状态参量达到 ，即达到平衡态. (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.,稳定,判断下列说法的正误. (1)描述运动物体的状态可以用压强等参量.() (2)体积能描述系统的热力学性质.() (3)处于平衡态的系统内部分子停止了运动.(),二、热平衡与温度,(1)用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升.当上升到36 左右时，为什么不再上升？

3、,答案因为体温计与人体温度相同，即达到了热平衡.,答案,(2)当把它立即放入40 的水中时，你又看到什么现象？为什么？,答案体温计的示数继续上升，因为体温计玻璃泡的温度与水的温度不相同，没有达到热平衡.,1.热平衡：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 ，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡. 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 ，这个结论称为热平衡定律.,不再变化了,热平衡,3.热平衡与温度 (1)一切达到热平衡的物体都具有相同的 . (2)温度计的测温原理 若物体与A处于

4、热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度 B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理.,温度,等于,判断下列说法的正误. (1)两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量.() (2)热平衡就是平衡态.() (3)热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同.(),三、温度计与温标,(1)如图1所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？,答案不是.由热胀冷缩可知，当外界温度越高时， 气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低.,答案,图1,(2)如果气体的温度是1，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1，也可以说气体的温度升

5、高了多少K?,答案 274.15 K1 K,答案,1.几种温度计的测量原理 (1)水银温度计是根据水银 的性质来测量温度的. (2)金属电阻温度计是根据金属的电阻随 的变化来测量温度的. (3)气体温度计是根据气体压强随 的变化来测量温度的. (4)热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的 来测量温度的. 2.确定一个温标的方法 (1)选择某种具有测温属性的 . (2)了解测温物质随 变化的函数关系. (3)确定温度的 和 的方法.,热胀冷缩,温度,温度,电动势的大小,物质,温度,零点,分度,3.热力学温度T与摄氏温度t (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 ，水

6、的沸点为 ，在0 和100 之间均匀分成 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_ .热力学温标表示的温度叫.用符号 表示，单位是_ ，符号为 . (3)摄氏温度与热力学温度的关系为T . (4)注意：摄氏温标的1 的分格与热力学温标1 K的分格是等价的，故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，但表示温度的温度差是相同的，即Tt.,0 ,热力学温度,100 ,100,对温标,绝,T,开,尔文,K,t273.15 K,判断下列说法的正误. (1)温度计测温原理就是热平衡定律.() (2)温度与温标是一回事.() (3)1 K就是

7、1 .() (4)摄氏温度升高1 ，在热力学温标中温度升高274.15 K.(),题型探究,例1 下列说法正确的是 A.只有处于平衡态的系统才有状态参量 B.状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其各个状 态参量都会改变 C.两物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态 D.0 的冰水混合物放入1 的环境中，冰水混合物处于平衡态,答案,解析,一、状态参量与平衡态,解析状态参量是描述系统状态的物理量，与系统是否处于平衡态无关，且系统状态变化时，不一定各个状态参量都改变，A、B错误； 处于热传递过程中的两系统处于非平衡态，C正确； 0 的冰水混合物放入1 的环境中，周围环境会向冰水

8、混合物传热，不是平衡态，D错误.,两步法判断热力学系统是否处于平衡态 (1)判断热力学系统是否受到外界的影响. (2)判断系统的状态参量(压强、体积和温度)是否发生变化.如果系统不受外界的影响，且状态参量不发生变化，系统就处于平衡态，否则就是非平衡态.,二、平衡态与热平衡的区别与联系,例2 (多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开，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，甲没有达到平衡态 C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡 D.乙、丙两物体达到了热平

9、衡,答案,解析,解析乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A正确，B错误； 甲和乙接触一段时间后分开，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，乙和丙两物体达到了热平衡，C错误，D正确.,判断系统达到热平衡的两个方法 (1)根据两个相接触的系统的状态参量是否发生变化判断.如果不发生变化，处于热平衡状态，发生变化则不处于热平衡状态. (2)根据两个系统的温度是否相同判断.如果相同，处于热平衡状态，不相同则不是热平衡状态.,例3 (多选)关于温度与温标，下列说法正确的是 A.用摄氏温标和热力学温标表示温

10、度是两种不同的表示方法 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 K D.热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一度的大小相等,三、温度与温标,答案,解析,解析温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，A正确； 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，故选项B错； 摄氏温度的每一度与热力学温度的每一开的大小相等，选项D正确； 摄氏温度升高3 ，也就是热力学温度升高了3 K，故选项C错.,热力学温度与摄氏温度关系的理解 (1)Tt273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础

11、. (2)摄氏温度变化1 与热力学温度变化1 K是等效的，即Tt，而不是Tt273.15 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.,针对训练(1)水的沸点是_K. (2)绝对零度是_K. (3)某人体温是36.5 ，也可以说体温为_K，此人体温升高1.5 ，也可以说体温升高_K.,答案,1.5,100,373.15,273.15,0,309.65,达标检测,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、体积都一定达到了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

12、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、压强变得一样，但体积仍可变化,答案,解析,1,2,3,4,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.(多选)下列说法正确的是 A.放在腋下足够长时间的水银体温计中的水银与人体达到热平衡 B.温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡 C.若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡 D.两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡,答案,解析,1,2,3,4,解析当温度计的液泡与被测物体紧密

13、接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡，故A、D正确； 两个物体的温度相同时，不会发生热传递，故B错； 若a与b、c分别达到热平衡，三者温度一定相等，所以b、c之间也达到了热平衡，故C正确.,1,2,3,4,3.(多选)严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动.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.取一空的塑料饮水瓶，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，立即读出温度计的示数 C.若温度计显示的示数为摄氏温度4 ，即热力学温度4 K D.若温度计显示的示数为摄氏温度4 ，即热力学温度277.15 K,答案,解析,1,2,3,4,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状态下的温度，所以选项A错误，B正确. Tt273.15 K277.15 K，选项C错误，D正确.,1,2,3,4,4.(多选)下列关于温度的说法正确的是 A.水银温度计是根据水银的热膨胀与温度的线性关系制造的 B.水的沸点为100