優(yōu)選課件：高中物理人教版 選擇性必修 第三冊 溫度和溫標(biāo)

1溫度和溫標(biāo)第二章

氣體、固體和液體1.知道系統(tǒng)的狀態(tài)參量及平衡態(tài).2.明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的關(guān)系.3.了解溫度計(jì)的的原理，知道熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系.學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)梳理重點(diǎn)探究隨堂演練課時(shí)對點(diǎn)練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1.熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由

組成的研究對象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng).(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生

的其他物體統(tǒng)稱外界.2.狀態(tài)參量：用來描述

的物理量.常用的狀態(tài)參量有體積V、壓強(qiáng)p、

等.3.平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的

達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài).知識(shí)梳理大量分子相互作用系統(tǒng)狀態(tài)溫度T狀態(tài)參量二、熱平衡與溫度1.熱平衡：兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間，各自的狀態(tài)參量

，說明兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫作熱平衡.2.熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于

.3.溫度：熱平衡中，表征“共同的

性質(zhì)”的物理量.4.熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的

.不再變化熱平衡熱學(xué)溫度三、溫度計(jì)與溫標(biāo)1.確定一個(gè)溫標(biāo)的方法(1)選擇一種

物質(zhì).(2)了解測溫物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì).(3)確定溫度的

和

的方法.測溫零點(diǎn)分度2.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法.規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下_________為0℃，

為100℃，在0℃和100℃之間均勻分成

等份，每份算做1℃.(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法.熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫

.用符號(hào)

表示，單位是

，符號(hào)為

.(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T＝

.冰的熔點(diǎn)水的沸點(diǎn)100熱力學(xué)溫度T開爾文Kt＋273.15K1.判斷下列說法的正誤.(1)表示系統(tǒng)的狀態(tài)參量常用的有體積、壓強(qiáng)和溫度等.(

)(2)兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量.(

)(3)溫度計(jì)測溫原理是熱平衡定律.(

)(4)0℃的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K.(

)即學(xué)即用√√×√2.(1)兩個(gè)系統(tǒng)具有相同的

時(shí)，即達(dá)到了熱平衡.(2)北京時(shí)間2016年8月6日是第31屆里約奧運(yùn)會(huì)開幕的日子，中央電視臺(tái)播報(bào)天氣預(yù)報(bào)，里約的最高氣溫是38℃，它是

K.我國在研究超導(dǎo)問題方面走在世界前列，我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某種超導(dǎo)材料的臨界溫度是90K，它是

℃.溫度311.15－183.15一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)導(dǎo)學(xué)探究(1)在力學(xué)中，為了確定物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，我們使用了物體的坐標(biāo)和速度這兩個(gè)物理量.在熱學(xué)中如果我們要研究一箱氣體的狀態(tài)，需要哪些物理量呢？答案

體積、壓強(qiáng)和溫度(2)如果系統(tǒng)與外界沒有能量交換，該系統(tǒng)就達(dá)到平衡態(tài)了嗎？答案

不是重點(diǎn)探究1.熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量(1)體積V：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的空間范圍.(2)壓強(qiáng)p：系統(tǒng)的力學(xué)參量，它可以描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì).(3)溫度T：系統(tǒng)的熱學(xué)參量，它可以確定系統(tǒng)的冷熱程度.2.平衡態(tài)的理解(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)與力學(xué)的平衡態(tài)的意義不同，熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)不受外界的影響，狀態(tài)參量(壓強(qiáng)、體積和溫度)不隨時(shí)間變化.(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.知識(shí)深化例1

(多選)(2019·榆林市高二檢測)下列物體中處于平衡態(tài)的是A.冰水混合物處在1℃的環(huán)境中B.將一鋁塊放入沸水中加熱較長的時(shí)間C.冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體D.用玻璃杯盛著的開水放在室內(nèi)足夠長時(shí)間√√解析冰水混合物在1℃的環(huán)境中要吸收熱量，溫度升高，不是平衡態(tài)，A錯(cuò)誤；當(dāng)鋁塊放在沸水中足夠長的時(shí)間，鋁塊各部分的溫度與沸水的溫度相同，達(dá)到平衡態(tài)，B正確；同理可知D也正確；冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不同，不是平衡態(tài)，C錯(cuò)誤.二、熱平衡與溫度導(dǎo)學(xué)探究(1)用手心握住體溫計(jì)玻璃泡，觀察到體溫計(jì)的示數(shù)逐漸上升.當(dāng)上升到36℃左右時(shí)，為什么不再上升？答案因?yàn)轶w溫計(jì)與人體溫度相同，即達(dá)到了熱平衡.(2)當(dāng)把它立即放入40℃的水中時(shí)，你又看到什么現(xiàn)象？為什么？答案體溫計(jì)的示數(shù)繼續(xù)上升，因?yàn)轶w溫計(jì)玻璃泡的溫度與水的溫度不相同，沒有達(dá)到熱平衡.1.平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別和聯(lián)系知識(shí)深化

平衡態(tài)熱平衡區(qū)別研究對象一個(gè)系統(tǒng)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)判斷依據(jù)系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)參量不變兩個(gè)系統(tǒng)的溫度相同聯(lián)系處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)2.熱平衡定律的意義決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到了熱平衡的最主要參量是溫度.因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以在比較各物體的溫度時(shí)，不需要將各物體直接接觸，只需將溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低.3.熱平衡與溫度(1)對溫度的理解①宏觀上，表示物體的冷熱程度.②微觀上，反映分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度.③一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度.(2)溫度計(jì)的測溫原理若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B處于熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計(jì)用來測量溫度的基本原理.例2

(多選)關(guān)于熱平衡，下列說法正確的是A.系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的數(shù)值B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合物與0℃的水未達(dá)到熱平衡C.量體溫時(shí)體溫計(jì)需要和身體接觸十分鐘左右是為了讓體溫計(jì)跟身體

達(dá)到熱平衡D.冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)√√√解析兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的標(biāo)志是它們的溫度相同，或者說它們的冷熱程度相同，A、C、D正確，B錯(cuò)誤.例3

(多選)有甲、乙、丙三個(gè)溫度不同的物體，將甲和乙接觸一段時(shí)間后分開，再將乙和丙接觸一段時(shí)間后分開(發(fā)生了熱交換)，假設(shè)只有在它們相互接觸時(shí)有熱傳遞，不接觸時(shí)與外界沒有熱傳遞，則A.甲、乙、丙三個(gè)物體都達(dá)到了平衡態(tài)B.只有乙、丙達(dá)到了平衡態(tài)，甲沒有達(dá)到平衡態(tài)C.乙、丙兩物體都和甲達(dá)到了熱平衡D.乙、丙兩物體達(dá)到了熱平衡√√解析乙和丙分開后，甲、乙、丙三個(gè)物體與外界沒有熱傳遞，所以甲、乙、丙三個(gè)物體都達(dá)到了平衡態(tài)，A正確，B錯(cuò)誤；甲和乙接觸一段時(shí)間后分開，甲和乙達(dá)到了熱平衡，但乙和丙接觸一段時(shí)間后，乙的溫度又發(fā)生了變化，甲和乙的熱平衡被破壞，乙和丙兩物體達(dá)到了熱平衡，C錯(cuò)誤，D正確.三、溫度計(jì)與溫標(biāo)導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖1所示，伽利略溫度計(jì)是利用玻璃管內(nèi)封閉的氣體作為測量物質(zhì)制成的，當(dāng)外界溫度越高時(shí)，細(xì)管內(nèi)的水柱越高嗎？圖1答案不是.由熱脹冷縮可知，當(dāng)外界溫度越高時(shí)，氣體膨脹越厲害，細(xì)管內(nèi)的水柱越低.(2)如果氣體的溫度是1℃，也可以說氣體的溫度是多少K？如果氣體的溫度升高了1℃，也可以說氣體的溫度升高了多少K?答案274.15K

1K1.“溫度”含義的兩種說法(1)宏觀角度：表示物體的冷熱程度.(2)熱平衡角度：兩個(gè)處于熱平衡的系統(tǒng)存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度.知識(shí)深化2.常見溫度計(jì)及其原理名稱原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)來測量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來測量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來測量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢的大小來測量溫度3.溫度計(jì)測溫原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.溫度計(jì)與待測物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測物體相同.例4

(2020·湖北省高二期中)下列說法中正確的有A.物體的溫度由本身決定，數(shù)值與所選溫標(biāo)無關(guān)B.溫度升高了1℃就是升高了1KC.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值D.－33℃與240.15K表示不同的溫度√解析如熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，同一溫度，在不同的溫標(biāo)下，數(shù)值不同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系式T＝273.15K＋t，可知：攝氏溫度變化1℃，熱力學(xué)溫度變化1K，當(dāng)t＝－33℃時(shí)，T＝240.15K，故B正確，D錯(cuò)誤；熱力學(xué)溫度不可以取負(fù)值，故C錯(cuò)誤.1.(平衡態(tài))如果一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，那么這個(gè)系統(tǒng)各處的A.溫度、壓強(qiáng)、體積都必須達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)不再變化B.溫度一定達(dá)到了某一穩(wěn)定值，但壓強(qiáng)和體積仍是可以變化的C.溫度一定達(dá)到了某一穩(wěn)定值，并且分子不再運(yùn)動(dòng)，達(dá)到了“凝固”

狀態(tài)D.溫度、壓強(qiáng)穩(wěn)定，但體積仍可變化123隨堂演練4√1234解析如果一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量如溫度、壓強(qiáng)和體積等不再隨時(shí)間發(fā)生變化.溫度達(dá)到穩(wěn)定值，分子仍然是運(yùn)動(dòng)的，不可能達(dá)到所謂的“凝固”狀態(tài).2.(熱平衡與溫度)(多選)下列說法正確的是A.放在腋下足夠長時(shí)間的水銀體溫計(jì)中的水銀與人體達(dá)到熱平衡B.溫度相同的棉花和石頭相接觸，需要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到熱平衡C.若a與b、c分別達(dá)到熱平衡，則b、c之間也達(dá)到了熱平衡D.兩物體溫度相同，可以說兩物體達(dá)到了熱平衡1234√√√1234解析當(dāng)溫度計(jì)的液泡與被測物體緊密接觸時(shí)，如果兩者的溫度有差異，它們之間就會(huì)發(fā)生熱傳遞，高溫物體將向低溫物體傳熱，最終使二者的溫度達(dá)到相等，即達(dá)到熱平衡，故A、D正確；兩個(gè)物體的溫度相同時(shí)，不會(huì)發(fā)生熱傳遞，已經(jīng)達(dá)到熱平衡，故B錯(cuò)誤；若a與b、c分別達(dá)到熱平衡，三者溫度一定相等，所以b、c之間也達(dá)到了熱平衡，故C正確.3.(溫度和溫標(biāo))(多選)關(guān)于溫度與溫標(biāo)，下列說法正確的是A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.水的沸點(diǎn)為100℃，用熱力學(xué)溫度表示即為373.15KC.水從0℃升高到100℃，用熱力學(xué)溫度表示即為從273.15K升高到

373.15KD.溫度由攝氏溫度t升至2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T升到2T1234√√√解析溫標(biāo)是溫度數(shù)值的表示方法，常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)，選項(xiàng)A正確；根據(jù)T＝t＋273.15K可知，100℃相當(dāng)于熱力學(xué)溫度373.15K，水從0℃升高到100℃，即從273.15K升高到373.15K；溫度由攝氏溫度t升高到2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度從T＝t＋273.15K升高到2t＋273.15K，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤.123412344.(溫度計(jì))(多選)伽利略在1593年制造了世界上第一個(gè)溫度計(jì)——空氣溫度計(jì)，如圖2所示，一個(gè)細(xì)長頸的球形瓶倒插在裝有紅色液體的槽中，細(xì)管中的液面清晰可見，如果不考慮外界大氣壓的變化，就能根據(jù)液面的變化測出溫度的變化，則A.該溫度計(jì)的測溫物質(zhì)是槽中的液體B.該溫度計(jì)的測溫物質(zhì)是細(xì)管中的紅色液體C.該溫度計(jì)的測溫物質(zhì)是球形瓶中的空氣D.該溫度計(jì)是利用測溫物質(zhì)的熱脹冷縮的性質(zhì)制造的圖2√√1234解析細(xì)管中的紅色液體是用來顯示球形瓶中空氣的體積隨溫度變化情況的，測溫物質(zhì)是球形瓶中封閉的空氣，該溫度計(jì)是利用空氣的熱脹冷縮的性質(zhì)制造的，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確.考點(diǎn)一平衡態(tài)與熱平衡1.(多選)下列說法正確的是A.只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量B.狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)變化時(shí)，其各個(gè)

狀態(tài)參量都會(huì)改變C.兩物體發(fā)生熱傳遞時(shí)，兩系統(tǒng)處于非平衡態(tài)D.0℃的冰水混合物放入0℃的環(huán)境中，冰水混合物處于平衡態(tài)基礎(chǔ)對點(diǎn)練課時(shí)對點(diǎn)練123456789√√123456789解析狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，與系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)無關(guān)，且系統(tǒng)狀態(tài)變化時(shí)，不一定各個(gè)狀態(tài)參量都改變，A、B錯(cuò)誤；處于熱傳遞過程中的兩系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，C正確；0℃的冰水混合物放入0℃的環(huán)境中，其溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化，冰水混合物處于平衡態(tài)，D正確.2.(多選)關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法正確的是A.只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B.兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個(gè)系統(tǒng)原來的溫

度是相等的C.熱平衡就是平衡態(tài)D.處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等√123456789√解析描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不止一個(gè)，僅僅根據(jù)溫度不變且處處相等，不能得出系統(tǒng)一定處于平衡態(tài)的結(jié)論，A錯(cuò)誤；根據(jù)熱平衡的定義可知，B、D正確；平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個(gè)接觸的系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯(cuò)誤.1234567893.(多選)兩個(gè)原來處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，分開后，由于受外界的影響，其中一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5K，另一個(gè)系統(tǒng)的溫度升高了5℃，則下列說法正確的是A.兩個(gè)系統(tǒng)不再是熱平衡狀態(tài)B.兩個(gè)系統(tǒng)此時(shí)仍是熱平衡狀態(tài)C.兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)都發(fā)生了變化D.兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)都沒有發(fā)生變化√√123456789123456789解析由于兩個(gè)系統(tǒng)原來處于熱平衡狀態(tài)，溫度相同，當(dāng)分別升高5℃和5K后，溫度仍相同，兩個(gè)系統(tǒng)仍為熱平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，B正確；由于溫度發(fā)生了變化，系統(tǒng)的狀態(tài)也發(fā)生了變化，故C正確，D錯(cuò)誤.考點(diǎn)二溫度、溫度計(jì)與溫標(biāo)4.(多選)關(guān)于溫度的物理意義，下列說法中正確的是A.溫度是物體冷熱程度的客觀反映B.人如果感覺到某個(gè)物體很涼，就說明這個(gè)物體的溫度很低C.人如果感覺到某個(gè)物體很熱，就說明這個(gè)物體的溫度很高D.達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度相同√123456789√123456789解析溫度是表示物體冷熱程度的物理量，但人們對物體冷熱程度的感覺具有相對性，A正確，B、C錯(cuò)誤；溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，兩系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則溫度相同，D正確.5.(2020·南京市中華中學(xué)高二月考)強(qiáng)子對撞機(jī)加速器工作時(shí)，需要注入約1萬噸液氮對電路進(jìn)行冷卻，冷卻的最低溫度可達(dá)到零下271攝氏度，這時(shí)該溫度用熱力學(xué)溫標(biāo)來表示為A.2K B.271K C.4K D.0.1K123456789√解析由熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系式T＝t＋273K和t＝－271℃得T＝2K，A正確.6.冬天，內(nèi)蒙古的氣溫最低可達(dá)－42℃，為了測量那里的氣溫應(yīng)選用(已知水銀的熔點(diǎn)是－39.3℃；酒精的熔點(diǎn)是－114℃)A.水銀溫度計(jì)

B.酒精溫度計(jì)C.水溫度計(jì)

D.體溫計(jì)123456789√解析水銀的熔點(diǎn)是－39.3℃，低于－39.3℃時(shí)水銀會(huì)凝固.而酒精的熔點(diǎn)是－114℃.水在零度就結(jié)冰，而體溫計(jì)的測量范圍為35～42℃，所以只能選B.7.(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中，正確的是A.熱力學(xué)溫度的零度是－273.15℃B.熱力學(xué)溫度的每一度的大小和攝氏度是相同的C.絕對零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到D.1℃就是1K√解析熱力學(xué)溫度的零度是所能無限接近的絕對零度，此溫度不可達(dá)到，為－273.15℃，故A、C正確；攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的差別為所選的零值的起點(diǎn)不同，單位不同，但每一度表示的冷熱差別是相同的(ΔT＝Δt)，故B正確；在數(shù)值上T＝t＋273.15K，所以1℃對應(yīng)274.15K，故D錯(cuò)誤.√√1234567898.(多選)嚴(yán)冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下魚兒仍在游動(dòng).為了測出冰下水的溫度，徐強(qiáng)同學(xué)在冰上打了一個(gè)洞，拿來一支實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)，用下列四種方法測水溫，正確的做法是A.用線將溫度計(jì)拴牢從洞中放入水里，待較長時(shí)間后從水中提出，讀出溫度

計(jì)的