1第1节温度和温标

1、气体、固体和液体学习目标学习目标第1节温度和温标核心素养形成脉络.知道什么是状态参量，知道热平衡的概念。（重点）.理解热平衡定律及温度的意义。（重点）.知道温度计的构造，会使用常见温度计。（重点）温度和温标热力学概念平衡态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）热邛衡定钟.潟标温度上,“q温度计砒理知识夯实基础基础梳理一、状态参量与平衡态.热力学系统和外界（i）热力学系统：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫作一 个热力学系统，简称系统。（2）外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界。.状态参量描述系统热学性质的物理量，常用

2、的物理量有几何参量体积V、力学参量压 强p、热学参量温度T。.平衡态没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量都不随时间而变化的稳定 的状态。二、热平衡与温度.热平衡两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化。.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。.温度表征热平衡系统的“共同的热学性质”的物理量。.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.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气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度.温标温度的数值表示法叫作温标。(1)摄氏温标：规定标准大气压下冰的熔点为0

3、 ,水的沸点为100 ,把玻璃管上0 刻度与100 刻度之间均匀分成100等份，每份就是1 ,这种表示温度的方法即为摄氏温标，表示的温度叫作摄氏温度。(2)热力学温标：规定摄氏温标的一273.15 为零值，这种表示温度的方法即为热力学温标。热力学温标表示的温度叫作热力学温度(7),单位为开尔文(K)。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林表示的温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K换算关系T = t+273.15K(1)温度可以从高温物体传递到低温物体。()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

4、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)在绝对零度附近分子已停止热运动。()(6)物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关。()提示：(1)X (2) V (3) V (4) V (5)X (6)X深度思考(1)在一个寒冷的冬天，小明同学在室外接触铁棒和木头时，感觉到铁棒明 显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是小明得出“铁棒比木头温度 低”的结论，你认为他的结论对吗？(2)严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的 温度，甲、乙两同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，甲同学用线将 温度计拴牢从洞中放入水里，待较

5、长时间后从水中提出，读出示数；乙同学取一 塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待 较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数。你认为哪个同学的做 法更好？提示：(1)不对。由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡，故它们的温 度是一样的。感觉到铁棒特别凉，是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传 递给木头的热量多，所以他的结论不对。乙同学。要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时， 再读出温度计的示数，但因隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的也不 再是原热平衡状态下的温度。探究1平衡态与热平衡噌】问题导引.只要温度不变，系统就处于平衡态

6、吗？.平衡态就是热平衡吗？要点提示1.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， 系统才是处于平衡态。2.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可能会发生变化，直到达到热平衡为止。【核心深化】.平衡态(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的状态。(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，由于外界影响，系统仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。(3)平衡态的特

7、点：系统温度、压强、体积不发生变化。由于系统处于平衡 态时，所有的性质都不随时间变化，就能比较容易地描述这些性质，所以中学阶 段只描述平衡态的问题。.热平衡相互接触的两个系统，各自的状态参量将会相互影响而分别改变，最后，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。一切达到热平 衡的系统都具有相同的温度，所以两个系统达到热平衡的标准是系统具有相同的 温度。.平衡态与热平衡概念的区别1)平衡态不是热平衡，平衡态是对某一系统而言的，热平衡是对两个接触 的系统而言的。2)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，两系统便达到了热平衡。达到热平衡

8、的两个系统都处于平衡态。4.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。5.热平衡的意义热平衡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。.特利也部（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。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。【典题例析】仅1 （多选）下列说法正确的是（）A.两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B.

9、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 于热平衡仁温度是决定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思路点拨处理热平衡问题时，应把握以下两点：发生热交换时，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量；（2）达到热平衡时，系统一定具有相同的温度，其他参量未必相同。解析热平衡的系统都具有相同的状态参量一一温度，故A错误，C正确; 由热平衡定律，若物体与系统A处于热平衡，它同时也与系统B达到热平衡， 则系统A的温度便等于系统B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理， 故B、D正确。答案BCD【针对训练】.（多选）关于平衡态和热平

10、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 是相等的仁热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等解析：选ACD。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；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。.（多选）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

11、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：选ABD。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；由热平衡的意义可知，C正确；温度相同是热 平衡的标志，必须相同，故D错误。探究2温度与温标问题导引.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?PTPT工七5 0 5 012 2 3.

12、四季变换，阴晴冷暖，我们每天都会关注天气预报，适当增减衣物。某 市某天的天气预报如下：今日天气多云，温度29 19 。天气预报中所说的温度用热力学温度表示是多少呢?要点提示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。302 K292 K。【核心深化】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

13、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)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，确定温度零点和分度的方法。(3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标摄氏温标热力学温标零度的规定一个标准大气压下冰的熔点-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T t+273.15 K,粗略表示：T t+273 K每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等.特利投醒 热力学温度单位(

14、开尔文)是国际单位制中七个基本单位之一。【典题例析】伙士 (多选)下列关于热力学温度的说法中，正确的是()A.-136 比136 K温度高0 等于 273.15 K1 就是1 KD.升高1 就是升高274.15 K思路点拨熟练应用T=t + 273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度换 算的基础；就分度而言，1 和1 K相当，即AT八t。解析热力学温度和摄氏温度是表示温度的不同方法，它们最大的区别就 是规定的零点不同，但每一度的大小是一样的。根据T=t + 273.15 K可知- 136 = 137. 15 K, 0 等于 273.15 K, A、B 正确；由 AT= At 判断 C、D

15、错 误。答案AB【针对训练】.关于温度与温标，下列说法正确的是（）A.温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值C.摄氏温度升高3 ,在热力学温标中温度升高276.15 KD.热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析：选D。温标是温度数值的表示方法，所以温度与温标是不同的概念， 用热力学温标表示的温度称为热力学温度，A错误；摄氏温度可以取负值 但是 热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，B错误；摄氏温 度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，D正确；摄氏温度升高3 , 也就是热力学温度升高了 3 K, C错误。.体温计

16、的测温原理是什么？量完体温后为什么必须甩一下？解析：体温计利用了热平衡原理；量完体温后，水银不能自动回到液泡，必 须用力甩回去。答案：见解析被测温枪打多了会不会有损健康？疫情期间，大街上最威风的就是公共场所的安保人员和各小区的工作人员 了。不管你平时多大派头，也不管你来自哪里，遇见他们，咱都得乖乖过去，要 么伸出手来，要么伸出头去，“挨上一枪”。为何测温枪在你脑袋上“打一枪”就知道温度了？被这玩意儿“打”多了 会不会影响健康？测温枪，学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”。很多人一听 到“红外”“辐射”这类的词就哆嗦。测温枪这玩意儿虽然名头上冠着“辐射”和“红外”，但不会对你的身体造

17、成一丁点儿影响，因为它是个接收器，不是发射器。笼统地说，红外测温仪的原理是：被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得 物体温度数值。意思就是，你的身体无时无刻不在向外扩散辐射能量，而测温枪 的作用是，接收你身体某区域的辐射能量。好了，说明白这个问题，也许有些小伙伴就想抢答了 一一是不是这就意味着， 测温枪的工作过程就是像温度计一样，直接隔空感受你散发的“温度信号”呢？ 这样的说法其实也不太对。红外测温枪能接收到的，只是各种波段的电磁波，绝 不是直接的温度传导。 随堂知能演练.（状态参量与平衡态）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、体积都一定达到了稳定的状态不再变化B.温

18、度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的仁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D.温度、压强变得一样，但体积仍可变化解析：选A。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。.（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

19、：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，最终使二者的 温度达到相等，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。.（温度和温标）（多选）下列关于温度的说法正确的是（）A.水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的B.水的沸点为100 ,用热力学温度表示即为373.15 KC.水从0 升高到100 ,用热力学温度表示即为从273.15 K升高到 373.15 KD.温度由摄氏t升至

20、21，对应的热力学温度由T升到2T解析：选ABC。水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的，A正确。 根据T=t + 273.15 K可知，100 相当于热力学温标373.15 K,水从0 升高 到100 ,即从273.15 K升高到373.15 K；从t升高到21,即从T = t + 273.15 K 升高到21 + 273.15 K, B、C正确，D错误。.（温度和温标）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。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（）A. 30 B. 40 C. 50 D. 60 解析：选C。每格

21、表示的摄氏度为螺 = 0.5 ,比冰点高出的温度为（150 -50)X0.5 = 50 , C 正确，A、B、D 错误。（建议用时：50分钟）【基础巩固】.两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量 是（）A.质量B.密度仁温度D.重力解析：选C。由热平衡的定义可知，C正确。2.下图是四种测液体温度的方法，其中正确的是（）解析：选D。用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与器壁接触，只有D正确。.（多选）关于热力学温度和摄氏温度，下列说法错误的是（）A.某物体摄氏温度为10 ,即热力学温度为10 K.热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 C.摄氏温度升高1

22、0 ,对应热力学温度升高283 KD.热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较解析：选ACD。热力学温度与摄氏温度的关系T=t + 273.15 K,所以A错 误；对于T=t + 273.15 K,有许多同学错误地认为可变形为A T =A t + 273.15 K, 而认为C正确，实际上A T = T2-T/12-11 = A t,即用摄氏温度表示的温差等于 用热力学温度表示的温差，所以B正确，C、D错误。.（多选）两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响， 其中一个系统的温度升高了 5 K,另一个系统的温度升高了 5 ,则下列说法正 确的是（）A.两个系统不再是热

23、平衡状态B.两个系统此时仍是热平衡状态C.两个系统的状态都发生了变化D.两个系统的状态都没有发生变化解析：选BC。由于两个系统原来处于热平衡状态，温度相同，当分别升高 5 和5 K后，温度仍相同，两个系统仍为热平衡状态，故A错误，B正确； 由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C正确，D错误。（多选）关于温度的物理意义，下列说法中正确的是（）A.温度是物体冷热程度的客观反映B.人如果感觉到某个物体很凉，就说明这个物体的温度很低C.人如果感觉到某个物体很热，就说明这个物体的温度很高D.达到热平衡的两个系统温度相同解析：选AD。温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度 的感觉具

24、有相对性，A正确，B、C错误；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，两系统达到热平衡，则温度相同，D正确。（多选）下列各个系统处于平衡态的是（）A.放在0 的房间里的冰水混合物B.放在沸水中加热足够长时间的铜块C.电影院开空调5分钟内放映厅内的气体D.突然被压缩的气体解析：选AB。A选项中在0 的房间里的冰水混合物，其温度、体积都不 再变化，处于平衡态；B选项中铜块在沸水中加热足够长的时间后，其温度、体 积也不再变化，处于平衡态；C选项中开空调5分钟内放映厅内气体的温度、压 强都要变化，处于非平衡态；D选项中突然被压缩的气体体积变化，故其处于非 平衡态，A、B正确。（20

25、20-浙江慈溪高二下学期月考）下列叙述正确的是（）A.若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境目前尚不知最低温是多少，最高温是多少C.摄氏零下的373度是低温的下限D.现代技术绝对零度达不到解析：选D。根据绝对零度无法达到可知，温度不会不断下降，故A错误; 目前已知最低温度为-273.15 ,故B、C错误；现代技术下，绝对零度无法达 到，故D正确。.细心观察可以发现，常见液体温度计的下部的玻璃泡较大，壁也比较薄， 上部的管均匀而且很细，想一想，温度计为什么要做成这样呢？解析：这样做的目的是使测量更准确、更方便。下部较大而上部很细 这样 下部储存的液体就比较多，当液体膨胀或收缩不大时，在细管

26、中的液面就可能有 较大的变化，可以使测量更精确；下部的壁很薄，可以使玻璃泡内的测温物质的 温度较快地与待测物质的温度一致；细管的粗细是均匀的，是为了使刻度均匀， 便于读数。答案：见解析【能力提升】.实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数 为20 ；在测一个标准大气压下沸水的温度时，其读数为80 。下列分别是 温度计示数为41 时对应的实际温度和实际温度为60 时温度计的示数，其 中正确的是()A. 41 , 60 B. 21 , 40 C. 35 , 56 D. 35 , 36 解析：选C。此温度计每一刻度表示的实际温度为3- = | ,当它 80-203的示数为41

27、时，它上升的格数为(41 -20)格=21格，对应的实际温度应为 21X5 = 35 ；同理，当实际温度为60 时，此温度计应从20开始上升格数为,格二36格，它的示数为36 + 20 = 56 ,所以C正确。3.（多选）伽利略在1593年，制造了世界上第一个温度计一一空气温度计， 如图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 （）A.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 仁该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的解析：选CD

28、。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，测温物质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错误，C、D正确。.（多选）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。如图所示，已知甲图 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()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.由甲图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D.由乙图可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁解析：选ABC。铜的热膨胀系数比铁的热膨胀系数大，温度升高时，双金属片的弯曲程度在增大，指针按顺时针方向转动。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，其弯曲程度随温度变化的原理来工作 的，A、B正确；如题图甲所示，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正确； 如题图乙所示，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 按顺时针方向转动，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错误。12.小明在家