第2章 1 温度和温标(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

1　温度和温标

[学业要求]

1．知道什么是状态参量，什么是平衡态。

2．了解热平衡的概念及热平衡定律。

3．了解温标的定义和温度的意义。

4．了解热力学温标及热力学温度与摄氏温度的数量关系。

一、状态参量与平衡态

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．状态参量：为确定系统的状态，需要用到一些物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、__温度T__。

3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统__各部分的状态参量能够达到__稳定状态。

二、热平衡与温度

1．热平衡：两个相互接触的热力学系统的__状态参量__不再变化。

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__，这两个系统彼此之间也必定处于__热平衡__。

3．温度：处于热平衡的两个系统必定具有某个共同的热学性质，我们将表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度，温度也可理解为物体的__冷热__程度。

4．热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的__温度__。

三、温度计与温标

1．温度计及制作原理

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，每份为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”。

(3)摄氏温度与热力学温度。

 

1．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．表示系统的状态参量常用的有体积、压强、阿伏加德罗常数和温度

B．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量

C．温度计测温原理就是热平衡定律

D．0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K

答案　CD

2．(1)两个系统具有相同的__温度__时，即达到了热平衡。

(2)中央电视台播报天气预报，某地的最高气温是38 ℃，它是__311.15__K。中国在研究超导问题方面走在世界前列，中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　平衡态和热平衡的比较

1．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，表现为系统的宏观性质不随时间变化。

(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)热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，那么这两个系统原来是处于热平衡的。

(4)平衡态不是热平衡：平衡态是对某一系统而言的，是系统的状态，热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的。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，两个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。

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。

【特别提醒】

(1)热平衡的特征方面：温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量。

(2)热平衡的条件方面：达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度。

　(多选)关于热平衡，下列说法正确的是(　　)

A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值

B．标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡

C．用水银体温计量体温时体温计需和身体接触几分钟左右是为了让体温计跟身体达到热平衡

D．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态

[解析]　两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，所以选项A、C、D正确，B错误。

[答案]　ACD

1．(多选)下列关于平衡态与热平衡的说法正确的是(　　)

A．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

B．热平衡就是平衡态

C．处于热平衡的几个系统的温度一定相等

D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态

解析　只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来就处于热平衡，而温度是决定两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，故A、C正确；平衡态是对一个系统而言，热平衡是两个系统相互影响的结果，B错误；描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可知，D错误。

答案　AC