第2章 第1节 温度和温标（word教参)-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修 第三册（人教版2019）

第二章　气体、固体和液体 第1节　温度和温标 [学习目标] 1.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（物理观念）. 2.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，并能用来分析、计算相关问题（科学思维）. 知识点一　　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，只要经过足够长的时间，系统内各部分的　状态参量　达到的稳定状态. 知识点二　　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.热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的　温度　. 3.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　. 4.温度：热平衡中，表征“共同的　热学　性质”的物理量. 知识点三　　温度计与温标 1.温标 （1）定义：定量描述温度的　方法　. （2）种类 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熔点为　0　℃，水的沸点为　100　℃.据此把玻璃管上0 ℃刻度和100 ℃刻度之间均匀分成　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，规定摄氏温度的　－273.15 ℃　为零值，它的一度　等于　（选填“大于”“小于”或“等于”）摄氏温度的一度. 2.摄氏温度与热力学温度 （1）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　，符号表示为　℃　. （2）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　，符号表示为　K　. （3）换算关系：T＝　t＋273.15 K　. 1.判断下列说法的正误. （1）平衡态是一种理想情况. （　√　） （2）两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量. （　×　） （3）温度计测温原理是热平衡定律. （　√　） （4）物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关. （　×　） 2.若某地的最高气温是38 ℃，它是　311.15　K.我国在研究超导问题方面走在世界前列，我国科学家发现某种超导材料的临界温度是90 K，它是　－183.15　℃. 探究点一　　状态参量与平衡态 【情境导学】小明将一根长铁丝的一端插入100 ℃的沸水中，另一端放入0 ℃的冰水中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不随时间变化.那么这种状态是平衡态吗？ 答案　这不是平衡态，只是一种稳定状态. 【知识拓展】 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. 【例题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 思维导引：如果系统不受外界的影响，且状态参量不发生变化，系统就处于平衡态，否则就是非平衡态. 答案B　 解析　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，不一定各个状态参量都发生变化，选项A错误；系统处于平衡态或非平衡态都存在状态参量，选项C错误；当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，选项B正确；处于平衡态的热力学系统，分子仍在不停地做无规则热运动，选项D错误. 【变式1】如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的（　　） A.温度、压强、体积都一定达到了稳定的状态不再变化 B.温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的 C.温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态 D.温度、压强不再变化，但体积仍可变化 答案A　 解析　如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等都不再随时间发生变化，温度达