7.4温度和温标
高中物理人教版2019选修第三册温度和温标
【例2 】 关于热平衡，下列说法正确的是( ) A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的状态 B．标准状况下，冰水混合物与0 °C的水未达到热平衡 C．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身
体达到热平衡 D．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态
解析 两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它
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。
3．热平衡与温度 (1)一切达到热平衡的物体都具有相同的 温度 ． (2)温度计的测温原理 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．
三、温度计与温标
问题设计
C．只有处于平衡状态的系统才有状态参量 D．两物体发生热传递时，它们组成的系统处于平衡状态
解析 处于非平衡状态的系统也有状态参量，而且参量会发生 变化．经过足够长的时间，系统若不受外界影响就会达到平衡 状态，各部分状态参量将会相同，故B项正确，A、C项错误； 处于热传递过程中的两系统处于非平衡状态，故D项错误．
三、温度计与温标
2、几种温度计的测量原理 (1)水银温度计是根据水银 热胀冷缩 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 温度的变化来测量温 度的． (3)气体温度计是根据气体压强与 温度 的关系来测量温度的． (4)热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测 量温度的．
温度和温标详解
系统间的相互作用
力学平衡 具有一种相同 的力学性质
压强
10oC 5atm
k
50oC 6atm
-
静电平衡
具有一种相同 的电学性质 + + +
绝热
电势
温度相等
-
-
热平衡
特征
具有一种相同 的热学性质
温度
200OC
绝热
10OC
A
B
A A B
A C
B
A
B
B
C
若两带电体相连后，其带 电状态不发生变化。 说明两带电体原来就已经 处于相同的电平衡状态。 （具有相等的电势） 若两个系统接触后，它们 的热学状态不发生变化。 说明两个系统原来就已经 处于相同的热平衡状态。 （具有相等的温度） 若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。 热平衡定律(热力学第零定律)
固
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属 B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的 C．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D．由右图可知，其双金属征的内层一定为铜．外层一定为铁
解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不 同的铜、铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度 随温度变化的原理来工作的，A、B选项是正确 的．图7－ 4一l左图中．加热时，双金属片弯曲程 度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层 热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项 正确．图7—4—1右图中，温度计示数是顺时针方 向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方 向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可 以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜， D选项是错误的．
7.4 温度和温标
对于一个封闭系统，在经过相当长的时 间后，系统整体的宏观性质将不随时间而变 化、且具有确定的状态
——平衡状态，简称平衡态。 特点：
系统的所有性质都不随时间变化
0 oC 2atm
60oC 5atm
绝热
在有外界作 用时，系统 中各部分也 可能达到稳 定状态，但 并非为平衡 态。平衡态 对应的是无 外界影响下 的状态。
观察它的示数变化情况是（ D ） A．温度计示数上升
B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．示数先下降后上升
例1、一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触， 并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属 棒所处的状态是否为热平衡态?为什么?
100度 恒温
金属棒0度 恒温来自3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量都 达到稳定的状态。 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换． 平衡态：系统内部没有物质流动和能量流动。
由于分子做无规则的热运动，在这样的条件下达到 的平衡往往整体平衡局部不平衡，且达到的平衡态 具有一定的不稳定性，存在一定的起伏。这样的平 衡称为动态平衡。
热水 热水
冷空气
热水 温水
温空气
非平衡态
平衡态
注意：①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类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡 态也是一种动态平衡。③系统内部没有物质流动和能量流动。 ④处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未 必处于平衡态。
注意:
①摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单 位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K．在今后各种相关热 力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；
7.4 温度与温标 课件
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核心要点突破
一、平衡态与热平衡 1．平衡态的理解 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 (温度、体积、压强)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．
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• 达到温__度_____、_压__强_____不再随时间变化的状 态，这种状态叫平_衡__态_______，否则就是
•非_平__衡__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 个热平系衡统状达态到． 了 ______________
而言的，热平衡是对两个接触的系统而言的； • (2)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．
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• 即时应用 (即时突破，小试牛刀) • 1．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
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• 二、温度与温标 • 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，存在一 个数值相等的态函数，这个态函数就是温度， 这样的定义更具有科学性．
配套word文档：7.4温度和温标
[目标定位] 1.知道平衡态、热平衡的定义.2.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件.3.能区分摄氏温度与热力学温度，记住它们之间的关系．一、状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：由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外界．2．状态参量：用来描述系统状态的物理量．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)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．深度思考平衡态与稳定状态有什么区别？试举例说明．答案(1)相同点：平衡态和稳定状态的状态参量都不随时间发生变化．(2)不同点：二者最主要的区别是受不受外界的影响，如不受外界的影响系统的状态参量不变为平衡态，反之为稳定状态．(3)实例：如教室内的空气，不开空调空气的温度不变是平衡态，而打开空调，虽然温度不变化，但由于存在外界的影响，是稳定状态．例1下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是()A．将一根铁丝的一端插入100 ℃的水中，另一端插入0 ℃的冰水混合物中，经过足够长的时间，铁丝处于平衡态B．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，空气处于平衡态答案 B解析铁丝受到外界因素影响，不是平衡态，只是一种稳定状态，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．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、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都不再改变，这时两个系统具有“共同性质”，我们就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．温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理．4．平衡态与热平衡的区别与联系深度思考两个处于平衡态的系统在接触后也一定处于平衡态吗？答案不一定．要取决于两个系统的温度．两个系统的温度如果相同，则接触后也处于平衡态，如果两个系统的温度不相同，则接触后就处于非平衡态．例2(多选)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答案BCD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，发生变化则不是热平衡状态.(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，这两个系统原来的温度是相等的C．热平衡就是平衡态D．处于热平衡的两个系统的温度一定相等答案BD解析一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可以确定A错；根据热平衡的定义可知B和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C错．正确选项为B、D.三、温度计与温标1．“温度”含义的两种说法(1)宏观角度：表示物体的冷热程度．(2)热平衡角度：两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度．2．温度计测量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，其温度与待测物体相同．3．确定一个温标的方法(1)选择某种具有测温属性的物质．(2)了解测温物质随温度变化的函数关系．(3)确定温度的零点和分度的方法．4．摄氏温标与热力学温标的关系例4(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答案AB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；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 ℃.C、D项错误．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.针对训练下列有关温标的说法正确的是()A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的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．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系答案 A解析温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，A对，B错．每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0 ℃表示标准大气压下冰的熔点，100 ℃为标准大气压下水的沸点，C错．热力学温标和摄氏温标，数值上有T＝t＋273.15 K，D错．1．(对热平衡的理解)(多选)下列说法正确的是()A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理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，可以说两物体达到热平衡答案ACD解析当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，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．2．(热平衡与平衡态)(多选)两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 K，另一个系统的温度升高了5 ℃，则下列说法正确的是()A．两个系统不再是热平衡状态B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化D．两个系统的状态都没有发生变化答案BC解析由于两个系统原来处于热平衡状态，温度相同，当分别升高5 ℃和5 K后，温度仍相同，两个系统仍为热平衡状态，故A错误，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C正确，D错误．3．(温标与温度)下列关于热力学温度的说法中，不正确的是()A．热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B．热力学温度的零度等于－273.15 ℃C．热力学温度的零度是不可能达到的D．气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零答案 D解析热力学温度的0 K是摄氏温度的－273.15 ℃，因此B正确；每升高(或降低)1 K等价于升高(或降低)1 ℃，故A正确；热力学温度的零度只能无限接近，却不可能达到，且趋近于绝对零度时，气体液化或凝固，但有体积，故C正确，D错误．4．(温标与温度)(多选)下列关于热力学温度的说法中正确的是()A．－33 ℃＝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t＋273 K答案AB解析热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273 K，由此可知：－33 ℃＝240 K，故A、B选项正确；D中初态热力学温度为t＋273 K，末态为2t＋273 K，温度升高了t K，故D选项错误；对于摄氏温度可取负值的范围为0～－273 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C选项错误．本题应选A、B.5．(温标与温度)实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测1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 ℃答案 C解析此温度计每一刻度表示的实际温度为10080－20℃＝53℃，当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为41－20＝21(格)，对应的实际温度应为21×53℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20开始上升格数为6053＝36(格)，它的示数为36 ℃＋20 ℃＝56 ℃，所以C 正确.题组一平衡态与热平衡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，但体积仍可变化答案 A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．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答案 C解析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；由热平衡的意义知，C正确；温度是热平衡的标志，必须相同，故D错．题组二温度与温标3．(多选)关于温度的物理意义，下列说法中正确的是()A．温度是物体冷热程度的客观反映B．人如果感觉到某个物体很凉，就说明这个物体的温度很低C．热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体答案AD解析温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度的感觉具有相对性，A正确，B错误；热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体，而热量是过程量，不能说物体含有多少热量，C错误，D正确．4．(多选)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．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 K答案ABD5．(多选)下列叙述正确的是()A．若不断冷冻，物体的温度就不断地下降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答案BCD解析热力学零度是低温的下限，永远不能达到，故A错．题组三温度与温度计6．(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1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()图1A．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造的答案CD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，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错，C、D正确．7．如图是四种测液体温度的方法，其中正确的是()答案 D解析温度计的正确使用方法是将温度计的玻璃泡而非整个温度计放入液体中，并且不要让温度计液泡与容器壁或底接触，所以D项正确．8．根据图2判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是()图2A．水，水的密度小B．水，水的密度出现异常现象C．汞，汞的密度大D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系答案 D解析由于水的密度和温度关系的曲线是不规则曲线，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀．故正确答案为D. 题组四综合应用9．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，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，将温度计悬挂在瓶中，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，待较长时间后取出立即读出示数答案 C解析要测量冰下水的温度，必须在温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，但是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A、D 的做法不正确，C的做法正确；B的做法也失去了原来的热平衡，饮水瓶提出后，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．10．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．它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点)．摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的．如图3所示，以冰点定为0 ℃，汽化点定为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．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由开尔文创立，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：图3(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)T＝t＋273.15 K(2)027*******(3)1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；而热力学温标是把－273.15 ℃作为零开尔文的，用T表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T＝t＋273.15 K.。
温度和温标.doc
温度和温标学习内容 7.4 温度和温标学习目标 1、知道是状态参量，什么是平衡态 2、理解热平衡的概念及热平衡定律，体会生活中的热平衡现象。
了解热力学温度的应用 3、理解温度的意义 4、知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计5、掌握温度的定义，知道什么是温标、热力学温标，以及热力学温度的表示。
理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。
学习重、难点热平衡定律又叫热力学第零定律是本节的重点学法指导自主学习，合作完成、教师点拨知识链接 1．初中物理中对“温度”的定义是：。
2．摄氏温标是如何规定的？。
3．你还知道哪几种温标？学习过程用案人自我创新【自主学习】：仔细反复研读教材初步掌握本节内容，完成下列任务： 1、状态参量：在研究系统的各种性质（包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等）时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，等等。
这些，叫做系统的状态参量。
2、平衡态与非平衡态（可以举例说明什么是平衡态与非平衡态）【补充说明】① 在外界影响下，系统也可以处于一种宏观性质不随时间变化的状态，但这不是平衡态。
比如：一根长铁丝，一端插入1000c的沸水中，另一端放在00c恒温源中，经过足够长时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不随时间变化，这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外界的影响，当撤去外界影响，系统各部分的状态参量就会变化。
3学习内容 7.4 温度和温标学习目标 1、知道是状态参量，什么是平衡态 2、理解热平衡的概念及热平衡定律，体会生活中的热平衡现象。
了解热力学温度的应用 3、理解温度的意义 4、知道常见温度计的构造，会使用常见的温度计5、掌握温度的定义，知道什么是温标、热力学温标，以及热力学温度的表示。
理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。
学习重、难点热平衡定律又叫热力学第零定律是本节的重点学法指导自主学习，合作完成、教师点拨知识链接 1．初中物理中对“温度”的定义是：。
最新人教版高中物理选修3-3：7.4温度和温标 知识点总结及课时练习
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。
7.4 温度和温标
解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不同的 铜、铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度随温 度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的．图 7－ 4一l左图中．加热时，双金属片弯曲程度增大， 即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系 数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正 确．图7—4—1右图中，温度计示数是顺时针方向 增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向 转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以 推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，
TIP3：另外，还有研究表明，记忆在我们的睡眠过程中也并未停止，我们的大 脑 会归纳、整理、编码、储存我们刚接收的信息。所以，睡前的这段时间可是 非常 宝贵的，不要全部用来玩手机哦~
TIP4：早晨起床后，由于不受前摄抑制的影响，我们可以记忆一些新的内容或 者 复习一下昨晚的内容，那么会让你记忆犹新。
系统以外的周围物体称之为外界或环境， 系统与外界之间往往存在相互的作用．在物理 学研究中，对系统内部问题，往往采取“隔离” 分析方法，对系统与外界的相互作用问题，往 往采取“整体”分析的方法．
2、状态参量 ： 描述物质系统状态的宏观物 理量叫做状态参量．
物理学中，需要研究系统的各种性质， 包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁 性质等等．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 性质等等
3、平衡态：系统所有宏观性质不随时间变 化时状态称之为平衡态．
一个物理学系统，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。
热学系统所处的平衡态往往是一种动态的 平衡，这种动态平衡性质充分说明热运动是物 质运动的一种特殊形式。
例1．在热学中，要描述一定气体的宏观
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5．下列说法不正确的是（ B） A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理 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，可以说两物体达到热平衡
３．冬天，北方的气温最低可达-40℃，为了测量那 里的气温应选用（ B ） 水银的凝固点是－39 ℃ A．水银温度计 酒精的凝固点是－117 ℃ B．酒精温度计 C．以上两种温度计都可以 D．以上两种温度计都不行 4．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿 出，观察它的示数变化情况是（ D ） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．示数先下降后上升
第七章
分子动理论
4
温度和温标
一、学习目标
（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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ摄氏温标和热力学温标的转换关系。
二、带着问题先学
1、什么是平衡态？需要用那些状态参量来描述 平衡态？ 2．温度的宏观和微观含义分别是什么？系统处 于平衡态时温度的特点是什么？热平衡定律的内 容是什么？ ３．如何定义热力学温度？ 4、温度计是测量温度的仪器.家庭和实验室常用 的温度计有哪些？温度的数值表示叫做温标，常 用的温标有哪些？他们的区别是什么？ 5、热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系是怎样？
１．两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生 热传递，其原因是( D) A．它们的内能相同 B．它们的比热相同 C．它们的分子总动能相同 D．它们的温度相同 ２．下列关于热力学温度的说法中，不正确的是( B ) 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