高中物理(新教材)选修三课件：2-1-温度和温标 人教版

第二章固体液体和气体2.1温度和温标学习目标知识网络1.知道什么是状态参量，热平衡的概念．2.理解热平衡定律及温度的意义，体会生活中的热平衡现象3.知道温度计的构造，会使用常见温度计．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．一、平衡态与状态参量1．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热力学系统，简称系统．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．知识提炼3．平衡态（1）定义：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不再随时间变化的稳定状态，这种状态叫平衡态．（2）特征：系统的所有性质都不随时间变化．（3）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，表现为系统不受外界的影响，状态参量(压强、体积和温度)不随时间变化．一根长铁丝，一端插入100℃的沸水中，另一端放入0℃恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？思考提示：这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响．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．非平衡态平衡态注意：处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未必处于平衡态。处理平衡态需注意的问题：(1)平衡态与热平衡不同，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．例题1(多选)关于气体的状态参量，下列说法中正确的是(

)A.一定量气体的体积等于这些气体分子所能到达的空间B.压强是用来确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用的C.一定量气体的质量等于组成这些气体的所有分子的质量之和D.气体温度的高低反映了大量分子无规则运动的剧烈程度【解析】气体体积等于这些气体分子所能到达的空间，故A正确；压强是用来确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用的，故B正确；一定量气体的质量等于组成这些气体的所有分子的质量之和，故C正确；温度高低是分子平均动能大小的标志，气体温度的高低反映了大量分子无规则运动的剧烈程度，故D正确．【解析】气体体积等于这些气体分子所能到达的空间，故A正确；压强是用来确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用的，故B正确；一定量气体的质量等于组成这些气体的所有分子的质量之和，故C正确；温度高低是分子平均动能大小的标志，气体温度的高低反映了大量分子无规则运动的剧烈程度，故D正确．例题2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【解析】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．1．（1）热平衡：两个相互接触的系统，它们之间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，经过一段时间，这两个系统的状态参量不再发生变化，即这两个系统达到了热平衡状态．注意:①热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统.②一切达到热平衡的物体都具有相同的温度二、热平衡与温度（3）平衡态与热平衡的区别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。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。（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．（4）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．2.温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理．对温度的理解：①宏观上，表示物体的冷热程度．②微观上，是大量分子热运动的集体表现，反映分子热运动的剧烈程度．注意：对个别分子来说温度是无意义的③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．2.温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理．对温度的理解：①宏观上，表示物体的冷热程度．②微观上，是大量分子热运动的集体表现，反映分子热运动的剧烈程度．注意：对个别分子来说温度是无意义的③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．1.常见温度计及其测温原理三、温度计与温标(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.温标：定量描述温度的方法.常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15K.(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标．热力学温标表示的温度叫热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.例题3我们每天都会关注天气预报，适当增减衣物。某地区4.27号天气预报如下：今日天气多云，温度13℃～26℃.天气预报中所说的温度用热力学温度表示是多少呢？【答案】286.15~299.15例题4有关热平衡的说法正确的是(

)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】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；热平衡定律对多个系统也适用，故B错；由热平衡的定义可知，系统处于热平衡状态，故C对；温度相同是热平衡的充要条件，故D错．

例题5气体温度由－20℃升高到27℃，用热力学温标表示是升高了(

)A．47K

B．320KC．226K D．280K【解析】气体温度由－20℃升高到27℃，温度升高了47℃；因为热力学温标和摄氏温标每一度的大小相等，故用热力学温标表示是升高了47K，故选A.备用工具&资料【解析】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；热平衡定律对多个系统也适用，故B错；由热平衡的定义可知，系统处于热平衡状态，故C对；温度相同是热平衡的充要条件，故D错．

例题3我们每天都会关注天气预报，适当增减衣物。某地区4.27号天气预报如下：今日天气多云，温度13℃～26℃.天气预报中所说的温度用热力学温度表示是多少呢？【答案】286.15~299.15一、平衡态与状态参量1．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热力学系统，简称系统．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．知识提炼一根长铁丝，一端插入100℃的沸水中，另一端放入0℃恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？思考提示：这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响．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．非平衡态平衡态注意：处于平衡