2.1温度和温标-2022-2023学年高二物理备课必备讲义（人教2019选择性必修第三册 ）

第二章 气体、固体和液体 第1节 温度和温标 【核心素养目标】 物理观念 知道系统的状态参量及平衡态. 科学思维 明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系. 科学探究 了解温度计的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系． 科学态度与责任 通过温度和温标知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。 知识点一　状态参量与平衡态 【情境导入】 (1)在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的坐标和速度这两个物理量．在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？ (2)一根长铁丝，一端插入100 ℃的沸水中，另一端放入0 ℃恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？ 【知识梳理】 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由 组成的系统叫作热力学系统，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：在热学中，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：一个热力学系统，在没有外界影响的情况下，系统内各部分的 达到的稳定状态． 【重难诠释】 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，系统所有状态参量(压强、体积和温度)都不随时间变化． (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． 【典例精析】 例1．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．处于平衡态的热力学系统，分子的热运动停止 知识点二　热平衡与温度 【情境导入】 (1)用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升．当上升到36 ℃左右时，为什么不再上升？ (2)当把它立即放入40 ℃的水中时，你又看到什么现象？为什么？ 【知识梳理】 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 ，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 ． 3．温度：热平衡中，表征“共同的 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 ． 【重难诠释】 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． 【典例精析】 例2． (多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙充分接触一段时间后分开，再将乙和丙充分接触一段时间后分开(发生了热交换)，假设只有在它们相互接触时有传热，不接触时与外界没有传热，则(　　) A．甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态 B．只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态 C．乙、丙两物体都和甲达到了热平衡 D．乙、丙两物体达到了热平衡 知识点三　温度计与温标 【情境导入】 如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测温物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？ 【知识梳理】 1．确定一个温标的方法 (1)选择一种 物质． (2)了解测温物质用以测温的某种性质． (3)确定温度的 和 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 为0 ℃，