人教版高中物理选择性必修第3册 第05讲 温度和温标（解析版）.docVIP

第05讲温度和温标

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课程标准

课标解读

1.通过实验，了解气体实验定律。知道理想气体模型。

2.能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。

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．

知识精讲

知识精讲

知识点01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．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。

【知识拓展1】

1．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。

2．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。

【即学即练1】．下列不是描述气体状态参量的物理量是（）

A．压强 B．体积

C．质量 D．温度

【答案】C

【解析】描述气体的状态参量，有压强、体积、温度。故选C。

知识点02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．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。

4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。

【知识拓展2】

1．平衡态与热平衡的区别和联系

平衡态

热平衡

区别

研究对象

一个系统

两个接触的系统

判断依据

系统不受外界影响，状态参量不变

两个系统的温度相同

联系

处于热平衡的两个系统都处于平衡态

2.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。

3．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。

【即学即练2】关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（）

A．温度低的物体分子平均动能一定小 B．温度低的物体内能一定小

C．外界对物体做功时，物体的内能一定增加 D．同一物体，温度高时，含有的热量多

【答案】A

【解析】A．分子的平均动能只与温度有关，A正确。

B．内能等于分子总动能加分子势能，而温度只能决定分子的平均动能，B错误。

C．内能的改变与做功和热传递两个因素有关，C错误。

D．热量是一种传递的能量，不能说物体具有热量，D错误。

故选A。

知识点03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。

【知识拓展3】

1．“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。

2．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

3.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，其温度与待测物体相同。

【即学即练3】气体初始温度为27