第2章 第1节 温度和温标（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

本高中物理讲义聚焦“温度和温标”核心知识点，从状态参量与平衡态切入，通过热平衡及热平衡定律明确温度的物理意义，进而阐述温度计构造原理和温标分类（摄氏温标、热力学温标）及其换算关系，构建从基础概念到应用的学习支架。 该资料通过判断正误题强化概念辨析，结合例题解析（如热平衡条件分析、温标换算计算）培养科学思维中的科学推理能力，设置探究问题（如伽利略温度计原理讨论）激发科学探究精神。课中辅助教师清晰呈现知识逻辑，课后通过练习题帮助学生巩固物理观念，查漏补缺，提升对温度与温标核心概念的理解。

第1节　温度和温标 　 1．知道什么是状态参量，知道热平衡的概念。　2.理解热平衡定律及温度的意义。　3.知道温度计的构造，会使用常见温度计。　4.理解温标、热力学温度的意义，掌握摄氏温度与热力学温度的区别与联系。 一、状态参量与平衡态 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用到的一些物理量，如：体积、压强、温度等。 4．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定的状态。 说明：平衡态是状态量，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。 二、热平衡与温度 1．热平衡 两个相互接触而传热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，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3．温度 表征热平衡系统的“共同的热学性质”的物理量。 4．热平衡的特点 达到热平衡的系统具有相同的温度。 三、温度计与温标 1．温度计 名称 原理 水银温度计 水银的热膨胀 气体温度计 气体压强随温度的变化 2.温标 要定量地描述温度，必须有一套方法，这套方法就是温标。 (1)摄氏温标：规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，并据此把玻璃管上0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃。 (2)热力学温标：热力学温标表示的温度叫作热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。 (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 判断下列说法是否正确。 (1)温度可以从高温物体传递到低温物体。(　　) (2)处于热平衡的几个系统的温度一定相等。(　　) (3)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略表示为273 K。(　　) (4)温度升高了10 ℃也就是升高了10 K。(　　) (5)物体的温度由物体本身决定，数值与所选温标无关。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)× 知识点一　平衡态与热平衡 　 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 系统温度、压强、体积不发生变化。当系统处于平衡态时，系统所有状态参量都不随时间变化，我们就能比较准确地描述系统的状态。在中学阶段，我们主要处理平衡态的问题。 2．热平衡 相互接触而传热的两个系统，各自的状态参量将会相互影响而分别改变，经过一段时间，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。 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，这个结论称为热平衡定律。 4．热平衡的特征 (1)热平衡的特征方面：温度是反映一个系统与另一个系统是否达到热平衡的物理量。 (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。 (3)热平衡是一种动态平衡。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，表现为系统的温度不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态。 　下列对热平衡的理解正确的是(　　) A．标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡 B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡 C．一个系统处于平衡态时，它与其他系统也就达到了热平衡 D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同 [解析]　标准状况下冰水混合物的温度为0 ℃，与0 ℃的水达到了热平衡，故A错误；根据热平衡定律可知，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡，故B正确；热平衡是指两个系统相互接触而传热，经过一段时间后，各自的状态参量不再变化，这两个系统就达到热平衡，故C错误；根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误。 [答案]　B 　关于热平衡，下列说法错误的是(　　) A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 B．如果两个系统分别同时与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡 C．温度是反映两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量 D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 [解析]　温度是反映两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，热量是传热过程中传递的能量，是过程量，不能说它们具有相同的热量，A错误，C正确；根据热平衡定律知，当两个系统分别同时和第三个系统达到热平衡时，这两个系统必定处于热平衡，这是温度计的测温原理，B、D正确。 [答案]　A 知识点二　温度和温标 　 摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典天文学家摄尔修斯设计的。在标准大气压下，把冰的熔点规定为0 ℃，水的沸点规定为100 ℃，因此在这两个固定点之间的温度差为100 ℃，若把玻璃管上0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份，每等份代表1 ℃。摄氏温标所确定的温度叫作摄氏温度，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆孙(开尔文)创立，它表示的温度叫热力学温度，常用T表示。 试探究： (1)热力学温标与摄氏温标之间的关系是什么？ (2)如果可以粗略地取－273 ℃为绝对零度，在标准大气压下，冰的熔点是多少摄氏度，为多少开？水的沸点又是多少摄氏度，为多少开？ [提示]　(1)关系式为T＝t＋273.15 K。 (2)冰的熔点为0 ℃，为273 K；水的沸点为100 ℃，为373 K。 1．温度 (1)宏观上 ①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。 ②与热平衡的关系：各自处于平衡态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡态。 (2)微观上 ①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。 ②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。 2．常见温度计及其原理 名称 原理 水银温度计 水银的热膨胀 金属电阻温度计 金属的电阻率随温度的变化 气体温度计 气体压强随温度的变化 热电偶温度计 不同导体因温差产生电动势的大小不同 3.温度计测温原理 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体相同。 4．温标 (1)常见的温标有摄氏温标、热力学温标。 (2)温标要素：第一，选择某种具有测温属性的测温物质；第二，了解测温物质随温度变化的函数关系；第三，确定温度的零点和分度的方法。 角度1　对温度的理解 　(2023·北京卷，T1)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体(　　) A．分子的平均动能更小 B．单位体积内分子的个数更少 C．所有分子的运动速率都更小 D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 [解析]　夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，单位体积内分子的个数更多，则分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，B、D错误。 [答案]　A 角度2　热力学温标和摄氏温标 　(多选)下列关于热力学温度的说法正确的是(　　) A．－33 ℃＝240.15 K B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K C．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K D．温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了(t＋273.15)K [解析]　热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273.15 K，可知－33 ℃相当于240.15 K，故A正确；由T＝t＋273.15 K，可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，故B正确；根据T＝t＋273.15 K，可知100 ℃相当于热力学温度(100＋273.15)K＝373.15 K，故C正确；初态温度t ℃对应的热力学温度为(t＋273.15)K，末态温度2t ℃ 对应的热力学温度为(2t＋273.15)K，则对应的热力学温度升高了t K，故D错误。 [答案]　ABC 　(1)如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？ (2)如果气体的温度是1 ℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1 ℃，也可以说气体的温度升高了多少K? [解析]　(1)不是，由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低。 (2)如果气体的温度是1 ℃，则此时气体的热力学温度T＝(273.15＋1)K＝274.15 K；如果气体的温度升高了1 ℃，则气体热力学温度升高了ΔT＝Δt＝1 K。 [答案]　(1)见解析　(2)274.15 K　1 K 角度3　温度计 　(多选)下列说法正确的是(　　) A．温度计测温原理就是热平衡定律 B．温度计与被测系统的温度不相同时，读不出示数 C．温度计读出的示数是它自身这个系统的温度，若它与被测系统达到热平衡，这一示数也是被测系统的温度 D．温度计读出的示数就是被测系统的温度，无论是否达到热平衡 [解析]　温度计能测出被测系统的温度的原理就是热平衡定律，即温度计与被测系统达到热平衡时温度相同，其示数也就是被测系统的温度，故A、C正确，D错误；温度计与被测系统的温度不相同时，仍有示数，故B错误。 [答案]　AC 1．(平衡态和热平衡)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 解析：选B。根据平衡态的定义知，系统的温度、体积、压强都不随时间变化，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。 2．(热平衡与温度)(多选)下列说法正确的是(　　) A．放在腋下足够长时间的水银体温计中的水银与人体达到热平衡 B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡 C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡 D．两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡 解析：选ACD。当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使两者的温度相等，即达到热平衡，故A、D正确；两个物体的温度相同时，不会发生热传递，已经达到热平衡，故B错误；若a与b、c分别达到热平衡，三者温度一定相等，所以b、c之间也达到了热平衡，故C正确。 3．(温度和温标)下面关于温度的叙述不正确的是　(　　) A．温度就是温标 B．两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同 C．温度是分子热运动平均动能的标志 D．温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度 解析：选A。温度表示物体的冷热程度，它反映物体内部分子热运动的状况，分子热运动越快，温度就越高；温标是衡量温度高低的标尺，它是描述温度数值的统一表示方法，故温度不是温标，故A错误。两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同，故B正确。根据分子动理论，温度是分子热运动平均动能的标志，故C正确。温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度，故D正确。 4．(温度和温标)关于热力学温度，下列说法正确的是(　　) A．27 ℃相当于301.15 K B．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 C．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K D．温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了273.15 K＋t 解析：选C。根据热力学温度与摄氏温度关系可知T＝t＋273.15 K＝(27＋273.15) K＝300.15 K，故A错误；因为绝对零度不可能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，故B错误；由热力学温度与摄氏温度关系式T＝t＋273.15 K可知，ΔT＝Δt，所以温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，故C正确；温度由t升至2t，初态温度为t＋273.15 K，末态温度为2t＋273.15 K，对应的热力学温度升高了t，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $