高中物理选择性必修3优质课公开课2. 1 温度与温标学案.pdf

2.1温度和温标

【学习目标】

1.知道系统的状态参量及平衡态.

2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系.

3.了解温度计的的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系．

【知识梳理】

一、状态参量与平衡态

1．热力学系统和外界

(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，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外界．

2．状态参量：用来描述系统状态的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等．

3．热力学系统的状态参量

(1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围．

(2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质．

(3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度．

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状态．

5．平衡态的理解

(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，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，表现为系统不受外界的影响，状态参量(压强、

体积和温度)不随时间变化．

(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．

二、热平衡与温度

1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了

平衡，这种平衡叫作热平衡．

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.热平衡定律的意义

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，所以在比

较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低．

4．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量．

5．热平衡与温度

(1)对温度的理解

①宏观上，表示物体的冷热程度．

②微观上，反映分子热运动的剧烈程度．

③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．

(2)温度计的测温原理

若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温

度的基本原理．

6．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度．

7．平衡态与热平衡的区别和联系

平衡态热平衡

研究对象一个系统两个接触的系统

区别系统不受外界影响，状态

判断依据两个系统的温度相同

参量不变

联系处于热平衡的两个系统都处于平衡态

三、温度计与温标

1．确定一个温标的方法

(1)选择一种测温物质．

(2)了解测温物质用以测温的某种性质．

(3)确定温度的零点和分度的方法．

2．热力学温度T与摄氏温度t

(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℃

和100℃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．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，

单位是开尔文，符号为K.

(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15K.

3．“温度”含义的两种说法

(1)宏观角度：表示物体的冷热程度．

(2)热平衡角度：两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度．

4．常见温度计及其原理

名称原理

水银温度计根据水银热胀冷缩的性质来测量温度

金属电阻温度计根据金属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

5．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，