2.1 温度和温标-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第三册）

第二章 气体、固体和液体 第一节 温度和温标 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 知道状态参量、平衡态、热平衡、温度、热力学温度的概念及热平衡定律。 科学思维 理解平衡态及热平衡定律，掌握摄氏温标与热力学温度的关系，能进行相关的计算，培养学生分析、解决问题的能力。　 科学探究 会使用常见的温度计，在使用过程中学会与他人合作交流，提高动脑、动手能力。 科学态度与责任 学会使用温度计时，应客观记录数据，坚持实事求是的科学态度，增强学习物理的热情。 情景导学：如图，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态吗？ 答案提示：鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态。 知识点一 状态参量与平衡 1.热力学系统：由大量分子组成的系统。 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。 注意：平衡态是状态参量，不是过程量，处于平衡态的系统，状态参量在较长时间内不发生变化。 知识点二 热平衡与温度 情景导学：某工人在拿铁棒和木头时感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？请说明理由。 答案提示：不对。由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡，故它们的温度是一样的。之所以感觉到铁棒特别凉，是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比较多。 1.热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间，各自的状态参量不再变化了，即这两个系统达到了热平衡。 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：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。 知识点三 温度计与温标 情景导学：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：今日天气多云，温度29 ℃～19 ℃。 天气预报中所说的温度用热力学温度表示是多少呢？ 答案提示：302 K～292 K 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，每一份算作1 ℃。 (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温度。 (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 注意：变化1 ℃与变化1 K是相等的。 易错易混点1.对平衡态、热平衡与温度的理解 易错易混点辨析： 1.平衡态 (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，由外界影响，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。 (3)平衡态的特点：系统温度、压强、体积不发生变化。由于系统处于平衡态时，所有的性质都不随时间变化，就能比较容易地描述这些性质，所以中学阶段只描述平衡态的问题。 2.热平衡 相互接触的两个系统，各自的状态参量将会相互影响而分别改变，最后，两个系统的状态参量将不再变化，我们就说两个系统达到了热平衡，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，所以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的温度。 3.平衡态与热平衡概念的区别 (1)平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言的，热平衡是对两个接触的系统而言的。 (2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时，它们的状态可能会发生变化，直到温度相同时，两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。 4.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，这个结论称为热平衡定律。 5.热平衡的意义 热平衡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