高中物理选修33学案74 温度和温标.docx

高中物理选修33学案74 温度和温标.docx

《高中物理选修33学案74 温度和温标.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修33学案74 温度和温标.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理选修33学案74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____________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____________的其他物体统称外界．

2．状态参量：

用来描述____________的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、__________等．

3．平衡态：

在没有外界影响的情况下，系统__________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．

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

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________，这时两个系统具有“共同性质”，我们就说这两个系统达到了____________．

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__________．

3．温度：

热平衡中具有的“________________”叫做温度．这就是__________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

平衡态

热平衡

区

别

研究对象

一个系统

两个接触的系统

判断依据

系统不受外界影响，状态参量不变

两个系统的温度相同

联系

处于热平衡的两个系统都处于平衡态

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？

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

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

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____________．

（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________．

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__________，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________．

（2）了解测温物质随温度变化的函数关系．

（3）确定温度的________和________的方法．

4．摄氏温标与热力学温标的关系

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

____

____

单位名称

摄氏度

开尔文

单位符号

________

________

关系

（1）T＝t＋273.15K

（2）每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等，即ΔT＝__________

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．1K就是1℃

D．当温度变化1℃时，也可以说成温度变化274K

热力学温度与摄氏温度关系的理解

（1）T＝t＋273.15K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1K是等效的，即ΔT＝Δt，而不是ΔT＝Δt＋273.15K.

（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

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

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5K，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

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

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℃＝240K

B．温度变化1℃，也就是温度变化1K

C．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＋273K

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℃

提醒：

完成作业　第七章　4

[答案]精析

一、

知识梳理

1．

（1）大量分子　

（2）相互作用

2．系统状态　温度T

3．所有性质

深度思考

（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．

典例精析

例1　B　[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．]

二、

知识梳理

1．改变　热平衡

2．热平衡

3．共同热学性质　温度计

深度思考

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．

典例精析

例2　BCD　[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．]

例3　BD　[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、

知识梳理

1．

（1）冷热程度　

（2）温度

2．热平衡

3．

（1）物质　（3）零点　分度

4．t　T　℃　K　Δt

典例精析

例4　AB　[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1K，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1K，而不能说成物体的温度为1℃.C、D项错误．]

针对训练　A　[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＋273.15K，D错．]

对点检测自查自纠

1．ACD　[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．BC　[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5K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．D　[热力学温度的0K是摄氏温度的－273.15℃，因此B正确；每升高（或降低）1K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．AB　[热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273K，由此可知：

－33℃＝240K，故A、B选项正确；D中初态热力学温度为t＋273K，末态为2t＋273K，温度升高了tK，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．C　[此温度计每一刻度表示的实际温度为

℃＝

℃，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×

℃＝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

＝36（格），它的示数为36℃＋20℃＝56℃，所以C正确．]