温度和温标2017

1、温度和温标温度和温标第第4 4节节系统的概念：系统的概念：状态参量与平衡态状态参量与平衡态状态状态参量：参量：表示系统某种性质的物理量。表示系统某种性质的物理量。状态参量与平衡态状态参量与平衡态气体的状态参量气体的状态参量平衡态平衡态对于一个对于一个封闭系统封闭系统，在经过足够长的时间，在经过足够长的时间，系统各部分的状态参量会达到系统各部分的状态参量会达到稳定稳定（不随时（不随时间变化），我们说系统达到了间变化），我们说系统达到了平衡态平衡态 。在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量要确定下列哪些物理量( ( ) )A A每个气体分子

2、的运动速率每个气体分子的运动速率 B B压强压强 C.C.体积体积 D D温度温度 解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量气体的压强、体积、温度分别是宏观状态参量气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量显然量显然B B、C C、D D选项正确选项正确 BCD 精讲精练精讲精练热平衡与温度热平衡与温度

3、热力学第零定律热力学第零定律（热平衡定律）热平衡定律）若系统若系统A A，C C达到热平衡；若系统达到热平衡；若系统B B，C C达到热达到热平衡；平衡；A A和和B B也是处于热平衡也是处于热平衡如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡。那么这两个系统也必定处于热平衡。温度温度温度与温标温度与温标温度与温标温度与温标一金属棒的一端与一金属棒的一端与00冰接触，另一端与冰接触，另一端与100100水接水接触，并且保持两端冰、水的温度不变问当经过充触，并且保持两端冰、水的温度不变问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平

4、衡态分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态? ?为什么为什么? ? 解析：因金属棒一端与解析：因金属棒一端与00冰接触，另一端与冰接触，另一端与100100水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态状态不是平衡态 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量答案：否，因金

5、属棒各部分温度不相同，存在能量交换交换精讲精练精讲精练华氏温标在欧美使用非常普遍，华氏温标在欧美使用非常普遍，摄氏温标在亚洲使用较多摄氏温标在亚洲使用较多，科学研究中多使用绝对温标。科学研究中多使用绝对温标。双金属温度计是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的双金属温度计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。已知左图中双金属片弯曲程度随温度变化的原理制成的。已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正述中正确的有确的有A A该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属该温度计的测温物质是铜、

6、铁两种热膨胀系数不同的金属B 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 C由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D D由右图可知，其双金属征的内层一定为铜外层一定为铁由右图可知，其双金属征的内层一定为铜外层一定为铁答案：答案：ABC ABC 解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不同的解析：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其弯曲程度随温铜、铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度随温度变化的原理来工作的，度变化的原理来工作的，A、B选项是正确选项是正确的图的图7 4

7、一一l左图中加热时，双金属片弯曲左图中加热时，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，层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正确图选项正确图741右图中，温度计示数是顺右图中，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，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，外层一定故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，是铜，D选项是错误的选项是错误的 摄氏温标摄

8、氏温标是瑞典人摄尔修斯（是瑞典人摄尔修斯（1701174417011744）在在17421742年首先提出的一种经验温标，过去曾年首先提出的一种经验温标，过去曾被广泛使用。摄氏温标以水沸点（被广泛使用。摄氏温标以水沸点（101325Pa101325Pa压力下水和水蒸气之间的平衡温度）为压力下水和水蒸气之间的平衡温度）为100100度度和冰点（和冰点（101325Pa101325Pa压力下冰和被空气饱和的压力下冰和被空气饱和的水之间的平衡温度）为水之间的平衡温度）为0 0度作为温标的两个固度作为温标的两个固定点。摄氏温标采用玻璃汞温度计作为内插定点。摄氏温标采用玻璃汞温度计作为内插仪器，假定温度

9、和汞柱的高度成正比，即把仪器，假定温度和汞柱的高度成正比，即把水沸点与冰点之间的汞柱的高度差等分为水沸点与冰点之间的汞柱的高度差等分为100100格，格，1 1格对应于格对应于1 1度。度。摄氏温标摄氏温标19541954年第年第1010届国际计量大会（届国际计量大会（CGPMCGPM）决定采）决定采用水三相点一个固定点来定义温度的单位，用水三相点一个固定点来定义温度的单位，冰点已不再是温标的定义固定点了。冰点已不再是温标的定义固定点了。19671967年年第第1313届国际计量大会决议定义：温度单位开届国际计量大会决议定义：温度单位开尔文是水三相点热力学温度的尔文是水三相点热力学温度的1/2

10、73.161/273.16。19881988年第年第1818届国际计量大会及第届国际计量大会及第7777届国际计届国际计量委员会（量委员会（CIPMCIPM）决议，自）决议，自19901990年始采用年始采用“19901990年国际温标（简称年国际温标（简称ITS-90ITS-90）”。ITS-ITS-9090定义的温度单位更精确，更容易复现。我定义的温度单位更精确，更容易复现。我国自国自19941994年始全面采用这一标准。年始全面采用这一标准。国际温标国际温标温度的单位有了新的、更加精确和科学的定义以温度的单位有了新的、更加精确和科学的定义以后，考虑到人们长期以来的使用习惯，仍然保留后，考

11、虑到人们长期以来的使用习惯，仍然保留摄氏温度这一名词，但它有了新的意义。某一热摄氏温度这一名词，但它有了新的意义。某一热状态的摄氏温度，就是用它与一特定的热状态状态的摄氏温度，就是用它与一特定的热状态（比水三相点温度低（比水三相点温度低0.01?K0.01?K的热状态，即的热状态，即0 0摄氏度）摄氏度）之间的温度差所表示的温度。这个温度差要用开之间的温度差所表示的温度。这个温度差要用开尔文温度来表示。它的单位称为摄氏度，符号为尔文温度来表示。它的单位称为摄氏度，符号为。因此，摄氏温度是从开尔文温度导出的，是。因此，摄氏温度是从开尔文温度导出的，是以以0 0摄氏度作为计算起点的温度。摄氏温度和

12、开尔摄氏度作为计算起点的温度。摄氏温度和开尔文温度相差一个常数，彼此可以互相换算：文温度相差一个常数，彼此可以互相换算：t/t/T/KT/K273.15273.15。由此，摄氏温度有了新的定义。由此，摄氏温度有了新的定义。在数值上，它与过去人们习惯使用的摄氏温标温在数值上，它与过去人们习惯使用的摄氏温标温度很相近，但不相等，与摄氏温标的原定义无关。度很相近，但不相等，与摄氏温标的原定义无关。17141714年，荷兰华伦海特最初所制的水银温度年，荷兰华伦海特最初所制的水银温度计是在北爱尔兰最冷的某个冬日，水银柱降计是在北爱尔兰最冷的某个冬日，水银柱降到最低的高度定为零度；把他妻子的体温定到最低的

13、高度定为零度；把他妻子的体温定为为100100度，然后再把这段区间的长度均分为度，然后再把这段区间的长度均分为100100份，每一份叫份，每一份叫1 1度。这就是最初的华氏温度。这就是最初的华氏温标。显然，认定气温和人的体温作为测温质标。显然，认定气温和人的体温作为测温质的标准点并在此基础上分度是不妥当的。健的标准点并在此基础上分度是不妥当的。健康人的体温在一天之中经常波动，而且他妻康人的体温在一天之中经常波动，而且他妻子如果感冒发烧了怎么办？子如果感冒发烧了怎么办？华氏温标华氏温标后来，华伦海特改进了他创立的温标，把冰、后来，华伦海特改进了他创立的温标，把冰、水、氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零水、氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零度，以度，以0 0F F表示之，把冰的熔点定为表示