第2章 1. 温度和温标-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第二章 气体、固体和液体 第1节温度和温标 重点和难点 课标要求 1知道状态参量与平衡态 重点：状态参量与平衡态，热平衡与 2.知道热平衡，理解热平衡定律及温度的意义， 温度 3.知道温标、摄氏温标和热力学温标，知道摄氏温度与热力学温度 难点：平衡态与热平衡的区别， 的转换关系 门01业备知识梳理-。 知识点1状态参量与平衡态 1.系统 刀划重点 在热学中，通常把一定质量的气体作为研究对象，此研究对 对平衡态的理解 象就称为系统 1,平衡态是一种理想情 2.外界 况，因为任何系统完全不受外 系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界， 界影响是不可能的 3.气体的三个状态参量 2.类似于化学平衡，热力 学系统达到平衡状态也是一 为了描述气体的状态，用气体体积V描述它的几何性质：用 种动态平衡，组成系统的分子 气体的压强p描述它的力学性质；用气体的温度T描述它的热学 仍在不停地做无规则运动，只 性质.因此p、V、T即为描述气体状态的三个重要参量： 是分子运动的平均效采不随 4.平衡态 时间变化，表现为系统不受外 系统在没有外界影响时，例如容器中气体和外界没有能量交 界的影响，状态参量（压强、体 换时，气体状态参量为某一特定值，只要经过足够长的时间，系统 积和温度)不随时间变化. 各部分的状态参量就会达到稳定，这种情况称系统处于平衡态 3.处于平衡态的系统各 相反，如果系统状态参量发生变化，就是非平衡态.在中学阶段， 处温度相等，但温度各处相等 我们主要处理平衡态的问题. 的系统未必处于平衡态。 例口(2025·安徵准北一中高二月考)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、体积都必须达到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 29 国避手册高中物理选择性必修第三册) D.温度、压强稳定，但体积仍可变化 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、压强和体积等不再随时间发生变化.温度达到稳定值， 分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态，故A正确， B、C、D错误. [答案]A 知识点2热平衡与温度 1.热平衡 曰敲黑板立 两个系统相互接触，它们之间没有隔热材料，或通过导热性 平衡态与热平衡的区别和联系 能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化，此时的状态 平衡 热平衡 研党 两个接融的京 一个系纯 叫热平衡状态，我们说这两个系统达到了热平衡. 对泉 系统不受外慕 2.热平衡定律 两个系镜的温 彩响，获态皋量 欲播 度相同 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 不变 梵于热平衡的两个系统都处于 统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律.热平 平街态 衡定律又叫热力学第零定律。 卫划重点 3.温度 热平衡定律推论：如果有 (1)对温度的理解 A,B、C三个热力学系统各自 ①宏观上，表示物体的冷热程度】 处于平衡态，若系统A、B接 ②微观上，反映分子热运动的剧烈程度. 触时平衡态不变，说明了系统 ③一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。 A,B相互处于热平衡，若系统 A,C接触时平衡态也不变，则 (2)用物体的冷热程度定义温度具有主观性，因为冷热是由 说明A,C两系统也处于热平 人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的.温度的严格定义 衡.这时，如采再使系统B和 是建立在热平衡定律基础上的.热平衡定律表明，两个系统处于 C接触，则可发现B和C的平 热平衡时，存在一个数值相等的状态参量，这个状态参量就是温 衡态也不变，系统B、C也处 度，这样的定义更具有科学性。 于热平衡，如图所示，由此可 (3)若温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物体B处于 以得到结论：如果两个热力学 系统中的每一个都与第三个 热平衡，根据热平衡定律，A的温度便与B的温度相等，这就是温 热力学系统处于热平衡，则它 度计能够用来测量温度的基本原理。 们彼此也必定处于热平衡. 系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，若温度不同，即 绝热 系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。 例2下列关于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 30 第二章气体、固体和液体么图9 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，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，温度可以有微小的差别 解析处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参 量会随之变化，温度也会变化，故A错误；热平衡定律对多个系统 也适用，故B错误：由热平衡的意义知，C正确：温度相同是热平 衡的标志，必须相同，故D错误 答案C 知识点3温度计与温标 巴拓视野7 1.温度计测温原理 几种常见温度计的测温原理 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 1.水银温度计是根据液 体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同. 体热胀冷缩的性质来测量温 2.温标 度的. (1)温标：定量描述温度的方法叫温标. 2.金属电阻温度计是利 温标的建立包含三个要素：①选择温度计中用于测量温度的 用金属的电阻与温度的关系 来测量温度的 物质，即测温物质；②对测温物质的测温属性随温度变化规律的定 3.气体温度计是根据气 量关系提出某种规定；③确定固定点即温度的零点和分度方法， 体压强与温度的关系来测量 (2)分类：摄氏温标和热力学温标 温度的。 ①摄氏温标：规定标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点 4.电偶温度计是根据不 为100℃，在0℃和100℃之间分成100等份，每一等份就是 同导体因温差产生电动势的 1℃，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫作摄氏 大小不同来测量温度的. 温度(t). ②热力学温标：1848年，开尔文提出了热力学温标，它不依赖 于测温物体的具体性质。 a.规定方法：规定摄氏温度的一273.15℃为零值，它的1度 也等于摄氏温度的1度，这种表示温度的方法就是开尔文温标， 也叫热力学温标，表示的温度叫热力学温度(T),单位为开尔文， 简称开(K). b.热力学温度是国际单位制的七个基本物理量之一.1960年， 国际计量大会确定了摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由 热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用1表示，它与热力学温 度T的关系是T=1+273.15K. c.热力学温标的零度(0K)是低温的极限，永远达不到. (3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标 31 国避食手细高中物理选择性必修第三册则 类别 摄氏温标 热力学温标 已划重点 提出者 瑞典天文学家摄尔修斯 英国物理学家开尔文 摄氏温标和热力学温标 零度的规定 一个标准大气压下冰的熔点 -273.15℃ 1.摄氏温标和热力学温 温度名称 摄氏温度 热力学温度 标的零点不同 温度符号 2.就一个分度而言，△1 t 2 1℃和△T-1K相等，即△T 单位名称 摄氏度 开尔文 =△1.但物体所处温度为 单位符号 ℃ K 1℃与1K是相差甚远的， TK↑ T=1+273.15K(可粗略表示为 二者的关系 273 T=1+273K) -2730 例B(2025·安徽六安一中高二月考)关于热力学温度与摄 氏温度，下列说法中正确的是(. A.-33.15℃=240K B温度变化1℃，也就是温度变化2K C,摄氏温度与热力学温度的零度是相同的 D.温度由1升到2t时，对应的热力学温度由T升至2T 解析热力学温度与摄氏温度之间的关系是T=273.15(K) 十1，所以一33.15℃=240K,故A正确：摄氏温度与热力学温度 的差别为所选的零值的起点不同，单位不同，但每一度表示的冷 热差别是相同的，热力学温度的每1K大小和摄氏温度的每1℃ 的大小相同，故B错误：热力学温度的零度是一273.15℃，叫作 绝对零度，故C错误；温度由1升到21时，对应的热力学温度由T 升至T十t,故D错误. 答案A 02关键能力提升。 题型1平衡态与热平衡 相等 例口（多选）下列关于平衡态与热平衡的 D.只要温度不变且处处相等，系统就一定 说法正确的是(. 处于平衡态 A.两个系统在接触时它们的状态不发生 解析只要两个系统在接触时它们的状态 变化，这两个系统原来的温度是相等的 不发生变化，则这两个系统原来就处于热平 B.热平衡就是平衡态 衡，而温度是决定两个系统是否达到热平衡的 C,处于热平衡的几个系统的温度一定唯一物理量，故A、C正确：平衡态是对一个系 32 第二章气体、固体和液体么9 统而言，热平衡是两个系统相互影响的结果， 题型3温度计的测量原理 B错误：描述系统的状态参量不止一个，根据平 例B(2025·湖南株洲二中高二检测)实 衡态的定义可知D错误， 验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混 答案AC 合物的温度时，其读数为20℃；在测一标准大 题型2热力学温度与摄氏温度的关系 气压下沸水的温度时，其读数为80℃，下面分 例②（多选）下列关于热力学温标与摄氏 别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和 温标的说法正确的是( 实际温度为60℃时温度计的示数，其中正确 A.热力学温标与摄氏温标的每一分度的 的是( 大小是相同的 A.41℃，60℃ B.21℃，40℃ B.热力学温标的0K对应于一273.15℃ C.温度升高3℃，在热力学温标中温度升 C.35℃，56℃ D.35℃，36℃ 高276.15K 解析]此温度计每一刻度表示的实际温度 D.热力学温标是由摄氏温标导出的 为20℃=号℃，当它的示数为1℃时， 解析由T=t十273.15K得知△T=△1， 它上升的格数为41一20=21（格），对应的实际 即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温 度的变化，故A正确：热力学温度与摄氏温度 温度应为21×号℃=35℃.当实际温度为60℃ 的关系是T=t+273.15K,当T=0K时t 一273.15℃，故B正确：温度升高3℃也就是 时，此温度计应从20℃开始上升格数为60 温度升高了3K,故C错误；摄氏温标由热力学 3 温标导出，故D错误 36(格)，它的示数应为(36十20)℃=56℃. 答案AB [答案C 33