第05讲 温度和温标【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第三册）

第05讲 温度和温标 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1.通过实验，了解气体实验定律。知道理想气体模型。 2.能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。 1.知道系统的状态参量及平衡态. 2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系. 3.了解温度计的的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系． ( 知识精讲 ) 知识点01 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，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态。 【知识拓展1】 1．热力学系统的状态参量 (1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围； (2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质； (3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度。 2．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，表现为系统不受外界的影响，状态参量(压强、体积和温度)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。 【即学即练1】．下列不是描述气体状态参量的物理量是（　　） A．压强 B．体积 C．质量 D．温度 【答案】C 【解析】描述气体的状态参量，有压强、体积、温度。故选C。 知识点02 热平衡与温度 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 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，表征“共同的热学性质”的物理量。 4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。 【知识拓展2】 1．平衡态与热平衡的区别和联系 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 2.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。 3．热平衡与温度 (1)对温度的理解 ①宏观上，表示物体的冷热程度； ②微观上，反映分子热运动的剧烈程度； ③一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处于热平衡，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。 【即学即练2】关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（　　） A．温度低的物体分子平均动能一定小 B．温度低的物体内能一定小 C．外界对物体做功时，物体的内能一定增加 D．同一物体，温度高时，含有的热量多 【答案】A 【解析】A．分子的平均动能只与温度有关，A正确。 B．内能等于分子总动能加分子势能，而温度只能决定分子的平均动能，B错误。 C．内能的改变与做功和热传递两个因素有关，C错误。 D．热量是一种传递的能量，不能说物体具有热量，D错误。 故选A。 知识点03 温度计与温标 1．确定一个温标的方法 (1)选择一种测温物质。 (2)了解测温物质用以测温的某种性质。 (3)确定温度的零点和分度的方法。 2．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0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100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．热力学温标表示的温度叫热力学温度。用符号T表示，单位是开尔文，符号为K。 (3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K。 【知识拓展3】 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．常见温度计及其原理 名称 原理 水银温度计 根据水银热胀冷缩的性质来测量温度 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 3.温度计测温原理 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