4　温度和温标 (4).doc

4温度和温标学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是状态参量，热平衡的概念(重点)2理解热平衡定律及温度的意义，体会生活中的热平衡现象(重点)3知道温度计的构造，会使用常见温度计(重点)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(重点、难点)平 衡 态 与 状 态 参 量1热力学系统：由大量分子组成的研究对象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1当系统处于平衡态时，系统的温度、压强、体积等都不随时间变化()2平衡态是一种理想情况()3系统的状态参量永远不会达到稳定()1当系统处于平衡态时，系统的所有性质都不随时间变化，是绝对不变的吗？【提示】不是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，即使系统处于平衡态，仍可能发生偏离平衡态的微小变化2一根长铁丝，一端插入100 的沸水中，另一端放入0 的恒温源中，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，这种状态是否为平衡态？【提示】这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响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，仍可能发生偏离平衡态的微小变化3两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的1下列物体中处于非平衡态的是()A冰水混合物处在1 的环境中B将一铝块放入沸水中加热较长的时间 C冬天刚打开空调的教室内的气体D用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间E压缩密闭容器中的空气【解析】A中，冰水混合物在1 的环境中要吸收热量，温度升高，不是平衡态；当铝块放在沸水中足够长的时间，铝块各部分的温度与沸水的温度相同，达到平衡态，B正确；同理可知D也正确；C中，冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同，不是平衡态；E中，压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，不是平衡态【答案】ACE2下列关于系统是否处于平衡态的说法不正确的是()A开空调2分钟内教室内的气体处于平衡态B两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态C0 的冰水混合物放入1 的环境中，冰水混合物处于平衡态D压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态E标准状况下冰水混合物与0 的水处于非平衡态【解析】开空调2分钟内教室内的气体温度、体积均要变化，故不是平衡状态，A错误；两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，B正确；0 的冰水混合物放入1 的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是平衡态，C错误，压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，不是平衡态，D错误【答案】ACD3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两个物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态E处于平衡态的系统与外界无能量交换【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，A选项错；系统处于平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，因而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，B正确；两个物体发生热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差，故系统处于非平衡态，故D正确；处于平衡态的系统与外界无能量交换，E正确【答案】BDE处理平衡态的问题要注意以下三点1平衡态与热平衡不同，平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡2必须要经过较长一段时间，直到系统内所有性质都不随时间变化为止3系统与外界没有能量的交换热 平 衡 与 温 度1热平衡：两个相互接触的系统，它们之间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，经过一段时间，这两个系统的状态参量不再发生变化，即这两个系统达到了热平衡状态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1处于热平衡的两个系统具有相同的热量()2温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量()3处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动，是一种动态平衡()1“平衡态”和“热平衡”是一回事吗？【提示】不是“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平衡”指的是两个系统之间的关系，二者不是一回事，不能混淆2两个相互接触的物体经过一定的时间一定能够达到热平衡吗？【提示】不一定，如果一个物体的温度持续升高，两个物体之间总存在一个温度差，此时就不是热平衡状态1温度(1)宏观上温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，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，达到一个新的平衡状态(2)微观上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热平衡(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度(2)若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理3热平衡定律的意义热平衡定律又叫热力学第零定律，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，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低4两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法，正确的是()A不能B可能C要看它们后来的温度是否相同D取决于其他状态参量是否相同E系统达到热平衡，其温度一定相同【解析】本题考查正确理解热平衡定律只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他参量是否相同无关，故B、C、E正确【答案】BCE5下列有关热平衡的说法，不正确的是()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E两系统的温度相同时，才能达到热平衡【解析】本题考查的知识是热平衡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；热平衡定律对多个系统也适用，故B错；由热平衡的意义可知，C正确；温度相同是热平衡的标志，必须相同，故D错，E正确，正确选项为A、B、D.【答案】ABD6关于平衡态和热平衡，下列说法中不正确的有 ()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E处于热平衡的几个系统的温度一定相等【解析】一般来说，描述系统的状态参量不只是一个，根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，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，故B正确、D错误、E正确；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，可见C错误【答案】ACD热平衡与温度理解的两个误区误区1：误认为只要温度不变，系统就处于平衡态产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念，当系统内包括温度在内的所有状态参量都不随时间变化时，系统才会处于平衡态误区2：误认为平衡态就是热平衡产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关系，错误地认为处于平衡态的两个物体之间一定会处于热平衡状态其实各自处于平衡态的两个物体温度不一定相同，它们接触后各自的状态会发生变化，直到达到热平衡为止温 度 计 与 温 标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，每份算做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：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Tt273.15 K10 的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K()2摄氏温度和热力学温度都是从零开始的()3现代科学技术可以达到绝对零度()1物体温度升高了1 就是升高了273.15 K吗？【提示】不是温度升高了1 ，也就是升高了1 K，即在表示温差时，Tt数值上相等210 与10 K哪个温度高？是不是带负号的温度一定低于带正号的温度？【提示】要比较10 与10 K温度的高低必须先统一单位，10 263.15 K10 K如果单位不同，带负号的温度不一定低于带正号的温度1“温度”含义的两种说法宏观角度温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的热平衡角度温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的热平衡定律指出，两个系统相互处于热平衡时，存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度，这样的定义更具有科学性2.温度计测量原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度使温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同3温标(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标(2)比较摄氏温标和热力学温标摄氏温标热力学温标提出者摄尔修斯和施勒默尔英国物理学家开尔文零度的规定一个标准大气压下冰水混合物的温度273.15 温度名称摄氏温度热力学温度温度符号tT单位名称摄氏度开尔文单位符号K关系Tt273.15 K，粗略表示：Tt273 K7(2016西安高二检测)关于热力学温度下列说法中正确的是()A33 240 KB温度变化1 ，也就是温度变化1 KC摄氏温度与热力学温度都可能取负值D温度由t 升至2t ，对应的热力学温度升高了273 KtE136 比136 K温度高【解析】T273 Kt，由此可知：33 240 K，A正确，同时B正确；D中初态热力学温度为273 Kt，末态为273 K2t温度变化t K，故D错；对于摄氏温度可取负值的范围为0到273 ，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错；根据Tt273 K，可知136 137 K，E正确【答案】ABE8下列关于热力学温度的说法中，正确的是()A热力学温度的零值等于273.15 B热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1 ，变化量的大小是相等的C绝对零度是低温的极限，永远达不到D1 就是1 KE升高1 就是升高274.15 K【解析】根据热力学温标零值的规定可知A正确；热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1 的变化量大小是相等的，但1 不是1 K，B正确，D、E错误；绝对零度是低温的极限，只能无限接近而永远不可能达到，C正确【答案】ABC9如果物体的温度从27 升高到127 ，用热力学温度表示，以下说法不正确的是()A物体的温度升高了400 KB物体的温度升高了100 KC物体的温度升高到400 KD物体的温度升高到373 KE物体的温度升高到273 K【解析】由Tt273 K知27 时对应的热力学温度为300 K,127 时对应的热力学温度为400 K，所以升高了100 K，B和C正确，A、D、E错误【答案】ADE1热力学温度与摄氏温度的关系是Tt273.15 K，因此对于同一温度来说，用不同的温标表示，数值不同，这是因为零值选取不同2在热力学温标与摄氏温标中，热力学温度升高(或降低)1 K，则摄氏温度也升高(或降低)1.学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)学业达标1下列关于热平衡定律的理解，正确的是()A两系统的温度相同时，才能达到热平衡BA、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡C甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的D热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同E温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量【解析】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A、B、E对，C、D错【答案】ABE2下列说法不正确的是()A处于热平衡的两个系统的状态参量不再变化B达到热平衡的两个系统分开后，再接触有可能发生新的变化C两个未曾接触的系统不可能处于热平衡D若a系统与b系统处于热平衡，b系统与c系统处于热平衡，则a与c未必处于热平衡E用温度计测量温度是根据热平衡的原理【解析】据热平衡的意义，两个系统处热平衡，无论分开，还是再接触，系统的状态参量都不再发生变化，故A正确，B错误两个未曾接触的系统有可能处于热平衡，所以C错误，据热平衡定律，系统a、系统c分别与系统b处于热平衡，则系统a与系统c一定也处于热平衡，故D错误；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交换，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡E正确答案为B、C、D.【答案】BCD3(2016聊城高二检测)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量体温时温度计需和身体接触达到5 min是为了让温度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E两个处于热平衡的系统，温度可以有微小的差别【解析】两系统达到热平衡的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，A、D正确；标准状况下冰水混合物的温度为0 ，与0 的水的温度相同，所以达到热平衡，B错误；量体温时温度计需和身体接触达5 min是为了使温度计的温度和身体的温度相同，达到热平衡，C正确；温度是热平衡的标志，必须相同，E错误【答案】ACD4伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计空气温度计，如图741所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则下列说法不正确的是()【导学号：11200016】图741A该温度计的测温物质是槽中的液体B该温度计的测温物质是细管中的红色液体C该温度计的测温物质是球形瓶D该温度计的测温物质是球形瓶中的空气E该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的【解析】细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物体是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B、C错误，D、E正确【答案】ABC5实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图742所示已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有()【导学号：11200017】双金属温度计图742A该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D由右图可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁E由右图无法判断其双金属片内、外层的情况【解析】双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的如左图中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正确如题图右图中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D选项是错误的；E错误【答案】ABC6小明自定一种新温标p，他将冰点与沸点之间的温度等分为200格，且将冰点的温度定为50p，今小明测量一杯水的温度为150p时，则该温度用摄氏温度表示时应为_. 【导学号：11200018】【解析】每格表示的摄氏度为0.5 ，比冰点高出的温度为(15050)0.5 50 .【答案】507当甲、乙两物体相互接触后，热量从甲物体传向乙物体，这样的情况表示甲物体具有较高的_【解析】热量总是自发地从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，因此热量传递的决定因素是温度【答案】温度8入冬以来，冷空气频繁来袭，我省气温不断下降，24日更是降到自入冬来的最低，鲁中山区更是低至5，如果用热力学温度表示该温度为_K；高温超导材料是各国争相研究的新型导体材料，有着非常广阔的应用前景，目前临界温度比较高的超导体是铋锶钙铜氧超导体，临界温度为110 K，用摄氏温度表示为_.【解析】由Tt273 K可得5 的热力学温度为268 K，110 K的摄氏温度为163 .【答案】268163能力提升9(2016济南高二检测)实验室有一支读数不