2.1 温度和温标-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第三册）

2.1温度和温标 基础导学 要点一、 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。 要点二、 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。 要点三、 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。 要点突破 突破一：平衡态 1．平衡态的理解 (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的状态． (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，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化． (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． 2．热平衡定律的意义 热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据．因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低． 突破一：温度与温标 1．对温度的理解应注意 (1)宏观上，表示物体的冷热程度． (2)微观上，反映分子热运动的激烈程度． (3)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度． (4)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，这就是温度计用来测量温度的基本原理． 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，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同． 3．温标 (1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标． (2)温标要素：第一选择某种具有测温属性的测温物质；第二了解测温物质随温度变化的函数关系；第三确定温度零点和分度的方法． (3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标 摄氏温标 热力学温标 提出者 摄氏修斯和施勒默尔 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 t T 单位名称 摄氏度 开尔文 单位符号 ℃ K 关系 (1)T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K (2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等 典例精析 题型一：对热平衡的理解 例一．（多选）关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是(　　) 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同的 C．热平衡就是平衡态 D．处于热平衡的几个系统的温度一定相等 变式迁移1：下列有关热平衡的说法正确的是(　　) A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态 B．热平衡定律只能研究三个系统的问题 C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，且这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小差别 题型二：热力学温度与摄氏温度的关系 例二．关于热力学温度下列说法中正确的是(　　) A．－33 ℃＝240 K B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K 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