第二章 3 3.温度和温标-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

3.温度和温标 【核心素养目标】 物理观念 知道状态参量、平衡态、热平衡、温度、摄氏温标、热力学温标的概念及热平衡定律。 科学思维 理解平衡态及热平衡定律，掌握摄氏温度与热力学温度的关系，能进行相关的计算。 科学态度与责任 通过对温度计原理的学习来认识生活中形形色色的温度计。 一、热平衡定律和温度 1．温度：是处于热平衡系统的微观粒子热运动强弱的量度，是系统自身分子热运动性质的宏观表现。 2．热平衡：两个热接触的系统的状态不再变化时，这两个系统对热传递来说已经达到平衡，叫作热平衡。此时两个系统的温度相同。 3．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则这两个系统彼此也必定处于热平衡，这个规律称为热平衡定律。 二、温标 1．定义：温度数值的标定方法。 2．分类 (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正常熔点为0 ℃，水的正常沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算作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。热力学温标表示的温度叫热力学温度或绝对温度。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/K－273.15。 1．判断正误 (1)系统处于平衡态时，其温度不再随时间变化。(　　 ) (2)热平衡是指系统静止或匀速直线运动且系统内部分子停止运动的状态。(　　 ) (3)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。(　　 ) (4)温度计测量原理就是热平衡定律。(　　 ) (5)温度与温标是一回事。(　　 ) (6)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K。(　　 ) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√ 2．链接实景 四季变换，阴晴冷暖，我们每天都会关注天气预报，适当增减衣物。某市某天的天气预报如下：明日天气多云，温度19～29 ℃。那么温度的物理含义是什么呢？我们平时用的温度计的测温原理是什么呢？ 提示：温度通常指物体的冷热程度，温度计的测温原理是热平衡定律。 学生用书↓第33页 知识点一　对平衡态和热平衡的理解 如图所示，图像表达了两个系统达到热平衡的过程，根据图像分析A、B两个系统达到热平衡的条件是什么？ 提示：达到热平衡时，具有相同的温度。 1．平衡态的特点：系统处于平衡态时，系统的状态参量温度、压强、体积都不随时间变化。 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。 3．对热平衡的理解 决定系统是否达到热平衡的最主要状态参量是温度，也就是说只要温度不再发生变化，那么这两个系统就达到了热平衡。理解热平衡定律一定要抓住温度这一状态量。 关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是(　　) 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，说明这两个系统原来的温度是相等的 C．热平衡就是平衡态 D．处于热平衡的几个系统的压强一定相等 B　[一般来说，描述系统的状态参量不只是一个。根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知处于热平衡的两个系统温度相同，B正确，D错误；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，C错误。] 易错提示 热平衡与平衡态理解的两个误区 误区1：误认为只要温度不变，系统就处于平衡态 产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念，当系统内包括温度在内的所有状态参量都不随时间变化时，系统才处于平衡态。 误区2：误认为平衡态就是热平衡 产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关系，错误地认为处于平衡态的两个物体之间一定会处于热平衡。其实各自处于平衡态的两个物体温度不一定相同，它们接触后各自的状态可能会发生变化，直到达到热平衡为止。 针对练1.(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 BC　[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正确。] 针对练2.(多选)下列关于热平衡定律的理解，说法正确的是(　　) A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡 B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到热平衡 C．热平衡时，两系统的温度