物理选择性必修 第三册1 温度和温标一等奖课件ppt

第1节　温度和温标

【知识梳理与方法突破】

一、状态参量与平衡态

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，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。

【例1】下列说法正确的是（　　）

A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化

B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会达到稳定状态

C．只有处于平衡态的系统才有状态参量

D．两物体发生传热时，它们组成的系统处于平衡态

【答案】B

【详解】AD．系统处于非平衡态时状态参量会发生变化，两物体发生传热表示温度在发生变化，故AD错误；

B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会达到稳定状态，即平衡态，故B正确；

C．状态参量是描述系统状态的物理量，无论系统处于何种状态都具有状态参量，故C错误。故选B。

【针对训练1】下列各个状态中处于平衡态的是（　　）

A．将冰水混合物放在0 ℃的房间里

B．将铜块放在沸水中加热足够长的时间

C．电影院开空调5分钟内放映厅内的气体

D．一个密闭绝热匀速运动的容器突然停止时，运动容器内的气体

【答案】AB

【详解】系统处于平衡态时，其状态参量不随时间变化。

A．冰水混合物在0 ℃的房间里，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡态，选项A正确；；

B．铜块在沸水中加热很长时间后，其温度、压强、体积也不再变化，是平衡态，故B正确；

C．开空调5分钟内放映厅内气体的温度、体积都要变化，不是平衡态，故C错误；

D．密闭绝热匀速运动的容器突然停止运动时，容器内的气体的温度升高，压强变大，故其不是平衡态，故D错误。故选AB。

二、热平衡与温度

1．温度

(1)宏观上

①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。

②与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。

(2)微观上

①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。

②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。

2．热平衡

(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。

(2)若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。

3．热平衡定律的意义

热平衡定律又叫热力学第零定律，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。

4．热平衡与温度理解的两个误区

误区1：误认为只要温度不变，系统就处于平衡态

产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念，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，系统才处于平衡态。

误区2：误认为平衡态就是热平衡

产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关系，错误地认为处于平衡态的两个物体之间一定会处于热平衡。其实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会发生变化，直到达到热平衡为止。

【例2】关于热平衡，下列说法不正确的是（　　）

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．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态

C．量体温时温度计需和身体接触5分钟是为了让温度计跟身体达到热平衡

D．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡

【答案】D

【详解】AB．两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，故AB正确；

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，故C正确。

D．标准状况下冰水混合物的温度为0℃，与0℃的水能达到热平衡，故D错误；

本题选择不正确的，故选D。

【针对训练2】关于热平衡定律，下列理解正确的是（       ）

A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡

B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统处于热平衡

C．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡

D．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触，最终也达到热平衡，则甲、丙是热平衡的

【答案】AB

【详解】A．两系统达到热平衡时，两系统温度一定相同，A正确；

B．A与C达到热平衡，，B与C也达到热平衡，，所以，A与B也处于热平衡，B正确；

C．A、B各自处于平衡态，但A、B接触可能需要一段时间才能达到热平衡，平衡态不等于热平衡，C错误；

D．乙与丙达到新的热平衡时，其各状态参量发生了变化，不再与甲热平衡，D错误。故选AB。

三、温度计与温标

1．“温度”含义的两种说法

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)比较摄氏温标和热力学温标。

【例3】上海某天的最高温度为33℃，最低为22℃，用热力学温标来表示上海这一天的最高温度和最大温差分别为（　　）

A．33K；11K B．306K；11K

C．33K；295K D．306K；295K

【答案】B

【详解】最高温度和最低温度分别为;

最大温差为故选B。

【针对训练3】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（　　）

A．某物体的摄氏温度为，则热力学温度为10 K

B．热力学温度升高1 K，对应摄氏温度升高

C．摄氏温度升高，对应热力学温度升高283.15 K

D．热力学温度和摄氏温度对应的温标不同，两者表示的温度无法比较

【答案】B

【详解】BC．热力学温度与摄氏温度的关系为知故热力学温度升高1 K，对应摄氏温度升高；摄氏温度升高，对应热力学温度升高10 K，故B正确，C错误；

A．对应热力学温度283.15 K，故A错误；

D．两温度可以比较，故D错误。故选B。

【对点检测】

1．以下说法正确的是（　　）

A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度

B．相互间达到热平衡的两物体的热量一定相等

C．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小

D．人如果感觉到某个物体很冷，就说明这个物体的温度很低

【答案】A

【详解】A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，故A正确；

B．相互间达到热平衡的两物体一定具有相同的温度，但内能不一定相等，故B错误；

C．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将减小、斥力将减小，故C错误；

D．人感觉到的温度高低与物体的温度、以及热传递的快慢都有关，人感觉到某个物体很凉，但不能说明这个物体的温度很低，故D错误。故选A。

2．关于温度和温标，下列说法正确的是（　　）

A．温度就是温标的俗称

B．某物体的温度升高1℃和升高1K冷热程度的改变是不同的

C．两个系统达到热平衡时，温度一定是相同的

D．在实际应用中，热力学温度的单位可根据实际情况选择℃或者K

【答案】C

【详解】A．“温标”是指温度的标度方法，与“温度”是不同的概念，选项Ａ错误；

B．热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相等的，温度升高1℃，也可以说温度升高1K，故B错误；

C．两个系统达到热平衡时，温度一定是相同的，选项C正确；

D．热力学温度的单位是K，不是℃，选项D错误。故选C。

3．两个相互接触的物体没有发生热传递，这是因为它们具有相同的（   ）

A．质量 B．温度 C．内能 D．体积

【答案】B

【详解】两个相互接触的物体没有发生热传递，这是因为它们具有相同的温度；

A．质量，与结论不相符，选项A错误；

B．温度，与结论相符，选项B正确；

C．内能，与结论不相符，选项C错误；

D．体积，与结论不相符，选项D错误；故选B.

4．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、体积都必须达到稳定的状态不再变化

B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的

C．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、压强就会变得一样，但体积仍可变化

【答案】A

【详解】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．

5．关于热平衡及热力学温度，下列说法正确的是（       ）

A．处于热平衡的几个系统的压强一定相等

B．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理

C．温度变化1℃，也就是温度变化274.15K

D．摄氏温度与热力学温度都可能取负值

【答案】B

【详解】热平衡是几个系统相互影响的最终结果，根据热平衡的定义可知，系统在接触时它们的状态不发生变化，这几个系统的温度是相等的，故A错误；热平衡定律是温度计能够用来测量和比较温度高低的基本原理，故B正确；摄氏温度与热力学温度的差别为所选的零值的起点不同，单位不同；但每一度表示的冷热差别是相同的（△T=△t），温度变化1℃，也就是温度变化1K，故C错误；热力学温度都不可能取负值．故D错误。故选B.

6．两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，另一个系统的温度升高了，则下列说法正确的是（　　）

A．两个系统不再是热平衡系统了

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

【答案】BC

【详解】AB．由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态，A错误B正确；

CD．由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化， D错误C正确。故选BC。

7．关于温度与温标，下列说法正确的是（　　）

A．摄氏温标和热力学温标是温度的两种不同的表示方法

B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值

C．摄氏温度升高，在热力学温标中温度升高

D．热力学温度升高与摄氏温度升高是等效的

【答案】AD

【详解】A．温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，A正确；

B．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；

CD．由可知，，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，故摄氏温度升高，也就是热力学温度升高，C错误D正确。故选AD。

8．关于温度、热平衡、内能的概念，下列说法中正确的是（   ）

A．物体温度升高，则物体的分子平均动能一定增大

B．物体温度升高 1℃相当于升高了 274．15K

C．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等

D．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度

【答案】AD

【详解】温度是物体分子平均动能的标志，则物体温度升高，则物体的分子平均动能一定增大，选项A正确；摄氏温标和绝对温标是相等的，故物体温度升高 1℃相当于升高了1K，选项B错误；只要两物体的质量、温度、体积等相等，两物体的内能不一定相等，物体的内能还与物体的种类、状态等有关，选项C错误；一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，选项D正确；故选AD．