2012高中物理 7.4 温度和温标 6课件 新人教版选修3-3

1、,1.平衡态的理解 (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. (2)平衡态是一种理想状态，因为任何系统完全不受外界影响 是不可能的.实际上系统处于平衡态时，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. (4)平衡态不是热平衡：平衡

2、态是对某一系统而言的，是系统 的状态，热平衡是对两个接触的系统之间的关系而言的；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 的两个系统都处于平衡态.,2.热平衡定律的意义 热平衡定律又叫热力学第零定律，决定两个系统是否达到了热 平衡的最主要参量是温度.因为互为热平衡的物体具有相同的 温度，理解热平衡定律时一定要抓住温度这个状态量.比较各 物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将温度计分别 与各物体接触，即可比较温度的高低.,(1)两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体 组成的系统处于非平衡态；最终两个系统之间的关系

3、是热平衡. (2)两个温度不同的物体，各自可能处于平衡态.,【典例1】下列状态中处于平衡态的是( ) A.将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B.冰水混合物处在0环境中 C.突然被压缩的气体 D.开空调2分钟内教室内的气体 【解题指导】解答本题时要明确热力学系统处于平衡态 的特点，根据其特点作出判断.,【标准解答】选A、B.系统处于平衡态时,其状态参量稳定不变. 金属块放在沸水中加热足够长的时间,冰水混合物在0环境中, 其温度、压强、体积都不再变化,是平衡状态,故A、B对；突然 被压缩的气体温度升高,压强变大,故其不是平衡状态,C错；开 空调2分钟内教室内的气体温度、体积均要变化,故其不是平

4、衡 状态,D错.,【规律方法】 解决平衡态问题的技巧 处理平衡态的问题要注意以下三点： (1)平衡态问题与热平衡不同，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.,【变式训练】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十分钟左右是为了让温度计 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 【解析】选A、C、D.两系统达到热平衡时的标志是它们的温

5、度相同，或者说它们的冷热程度相同，所以A、C、D对，B错.,【变式备选】(2011徐州高二检测)关于平衡态和热平 衡，下列说法中正确的有( ) 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，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.一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根 据平衡态的定义要所有性质都不变化才行，可以确定A是错误 的.根据热平衡的定义：处于热平衡的两个系统温度相同，可 知B是正确的，D是错误的，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是错

6、误的.,1.“温度”含义的两种说法 (1)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. (2)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 数值相等的态函数，这个态函数就是温度，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)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

7、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. 温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标,(1)温度计的热容量必须很小，与待测物体接触 时，几乎不改变待测物体状态. (2)热力学温度单位开尔文是国际单位制中七个基本单位之一.,【典例2】(2011日照高二检测)关于热力学温度和摄氏温 度，下列说法正确的是( ) A.某物体摄氏温度为10 ，即热力学温度为10 K B.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10 ，对应热力学温度升高283 K D.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,【解题指导】解答本题可按以下思路分析：,【标准解答】选B.热力

8、学温度与摄氏温度的关系T=t+273.15 K, 所以选项A错误；对于T=t+273.15 K，有许多同学错误地认为可 变形为T=t+273.15 K,而错误地选择选项C，实际上T=T2- T1=t2-t1=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，所以选项B正确，选项C、D错误.,【规律方法】 温度、温标知识的灵活应用 温标是温度的表示方法，热力学温标与摄氏温标是不同的表 示方法，但两者表示的温度既可以比较也可以换算.它们之间 的关系式为T=t+273.15 K,并且温度变化相等，关系式为 T=t.,【变式训练】关于温标下列说法正确的是( ) A.温标不同，测量时得到同一系统的

9、温度数值可能是不同的 B.不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C.温标的规定都是人为的，没有什么理论依据 D.热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示 的温度数值没有关系,【解析】选A.温标不同，测量同一系统的温度数值一般不 同，A对，B错.每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标 的0 表示标准大气压下冰的熔点，100 为标准大气压下 水的沸点，C错.热力学温标和摄氏温标在数值上有T=t+ 273.15 K，D错.,【典例】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 ；在测一标准大气压下沸水的温度 时，其读数为80 .下面分别是温度计示数为41

10、时对应的 实际温度和实际温度为60 时对应的温度计的示数，其中正 确的是( ) A.41 ，60 B.21 ，40 C.35 ，56 D.35 ，36 ,【解题指导】解答本题时应把握以下三点： (1)找参照点,即20 相当于真正的零度，80 相当于真正 的沸点100 . (2)不准的温度计从20 到80 分成100等份，即不准的温 度计上每0.6 对应于真正的一度. (3)利用两种温度之间的一次函数关系进行换算.,【标准解答】选C.不准确温度计上升的格数与温度成正比， 但每一刻度显示的温度与实际温度不同，此温度计每一刻度 表示的实际温度为 当它的示数为41 时，它上升的格数为41-20=21(

11、格)，对应的实际温度应为 同理，当实际温度为60 时，此温度计 从20 开始上升的格数应为 它的示数为 20 +36 =56 ，所以选项C正确.,一、选择题 1.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，系统处于非平衡状态时 各部分的参量不发生变化 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 状态参量将会相同 C.只有处于平衡状态的系统才有状态参量 D.两物体发生热传递时，它们组成的系统处于平衡状态,【解析】选B.处于非平衡状态的系统也有状态参量，而且参量 会发生变化.经过足够长的时间，系统若不受外界影响就会达 到平衡状态，各部分状态参量将会相同，故B项正确,

12、A、C项错 误，而处于热传递过程中的两系统处于非平衡状态，故D项错 误.,2.(2011合肥高二检测)目前世界上最大的强子对撞机在法国 和瑞士的边境建成，并投入使用.加速器工作时，需要注入约 1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄 氏度，请将该温度用热力学温标来表示( ) A.2 K B.271 K C.4 K D.0.1 K 【解析】选A.由热力学温标与摄氏温标的关系式T=t+273 K和 t=-271 得T=2 K.故A项正确.,3.(2011宝鸡高二检测)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

13、力学温度都可以取负值 C.温度升高3 ，在热力学温标中温度升高276.15 K D.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，选项 A错.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，故选项B错.摄氏温度的每一 度与热力学温度的每一度的大小相等，选项D正确.温度升高 3 也就是温度升高了3 K，故选项C错.,4.关于热力学温标的说法正确的是( ) A.热力学温标是现代科学中用得最多的温标 B.热力学温标的1 K比摄氏温标的1 大 C.气体温度趋

14、近于绝对零度时其体积为零 D.在绝对零度附近分子已停止热运动,【解析】选A.热力学温标中的绝对零度是低温极限，在接近 0 K时，所有物体都被液化或凝固.热力学温标在科学计算中特别是在热力学方程中，使方程更简单，更科学，所以用得更多，故A对；1 K与1的大小相等，故B项错；气体趋近于绝对零度时，已液化或凝固，但有体积，C错；分子的热运动永不停止，D错.,5.甲、乙两物体接触时，甲向乙传递热量的原因是( ) A.甲的质量比乙大 B.甲的比热容比乙大 C.甲的热量比乙大 D.甲的温度比乙高 【解析】选D.热传递发生的原因是两物体的温度不同，本质是热量从高温物体传到低温物体，故D项正确.,6.下列说法

15、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.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 C.温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的惟一物理量 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】选B、C、D.热平衡的系统都具有相同的状态参量温度,故A项错误,C项正确;由热平衡定律知,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,这也是温度计用来测量温度的基本原理,故B、D项也正确.,7.三个系统A、B、C处于热平衡状态，则关于它们的温度的说法正确的是( ) A.它们的温度可以有较大的差别 B.它们的温度可以有

16、微小的差别 C.它们的温度一定相同 D.无法判断温度的关系 【解析】选C.当三个系统处于热平衡状态时，它们有相同的状态参量,即具有相同的温度，故C项正确.,8.关于热力学温度，下列说法中正确的是( ) A.-33 =240 K B.温度变化1 ，也就是温度变化274 K C.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 K+t 【解析】选A.本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.T=273 K+t，由此可知：-33 =240 K，A正确；温度变化 1，也就是温度变化1 K，故B项错误；对于摄氏温度可取负 值的范围为-273 0，因绝对零度达不到，故热

17、力学温度 不可能取负值，故C错；D中初态热力学温度为273 K+t，末态 为273 K+2t，温度升高了t，故D错.,二、非选择题 9.2010年又是一个寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头时，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，于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？ 【解析】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. 答案：见解析,10.(2011绍兴高二检测)小明在家制作了简 易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃 管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气 体.当外界温度发生变化时，水柱位置将上下 移动.当有色水柱下端与D和A对齐时，温度分 别为20 和80 .A、D间刻度均匀分布.由图 可知，图中有色水柱下端所示温度为多少？,【解析】由题图知A、D间共有15个格，每个格表示温度为 有色水