第7章 4 温度和温标-2021-2022学年高中物理选修3-3【名师导航】同步Word教参(人教版)

4　温度和温标 [学习目标]　1.知道什么是状态参量，热平衡的概念．(重点)2.理解热平衡定律及温度的意义，体会生活中的热平衡现象．(重点)3.知道温度计的构造，会使用常见温度计．(重点)4.理解温标、热力学温度的意义，掌握摄氏温度与热力学温度的区别与联系．(重点、难点) 一、平衡态与状态参量 1．热力学系统：由大量分子组成的研究对象． 2．外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体． 3．状态参量：为确定系统的状态所需要的一些量，如：体积、压强、温度等． 4．平衡态：无外界影响、状态参量稳定的状态． 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，即这两个系统达到了热平衡状态． 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：处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”，即温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理． 三、温度计与温标 1．温度计 名称 原　理 水银温度计 根据水银的热膨胀的性质来测量温度 金属电阻温度计 根据金属铂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 2.温标：定量描述温度的方法 (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 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成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，热力学温标也叫“绝对温标”． (3)摄氏温度与热力学温度： 摄氏温度 摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为℃ 热力学温度 热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K 换算关系 T＝t＋273.15 K 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)当系统处于平衡态时，系统的温度、压强、体积等都不随时间变化． (√) (2)平衡态是一种理想情况． (√) (3)温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量． (√) (4)处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动，热平衡是一种动态平衡． (√) (5)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的． (×) 2．(多选)下列物体中处于非平衡态的是(　　) 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 E．压缩密闭容器中的空气 ACE　[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符合；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不符合；同理可知D也不符合；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符合；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，E符合．] 3．(多选)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，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法，正确的是(　　) A．不能 B．可能 C．要看它们后来的温度是否相同 D．取决于其他状态参量是否相同 E．系统达到热平衡，其温度一定相同 BCE　[只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他参量是否相同无关，故B、C、E正确．] 平衡态与状态参量 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，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状态． 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．系统处于平衡态时，仍可能发生偏离平衡态的微小变化． 3．两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化．因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统．因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的． 【例1】　(多选)下列说法中正确的是(　　) A．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变 B．当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会达到稳定 C．只有处于平衡态的系统才有状态参量 D．两个物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态 E．处于平衡态的系统与外界无能量交换 BDE　[由于描述系统的各种性质需要不同的物理量，只要其中某个量变化，系统的状态就会发生变化，不一定各个状