2015-2016高中物理 第七章 第四节 温度和温标学案 新人教版选修3-3

1、物理选修33(人教版)第四节温度和温标1知道什么是状态参量，什么是平衡态2理解热平衡的概念及热平衡定律，体会生活中的热平衡现象了解热力学温度的应用3了解温度的意义4知道常见温度计的构造，会使用常用的温度计5掌握温度的定义，知道什么是温标、热力学温标，以及热力学温度的表示理解摄氏温度与热力学温度的转换关系1状态参量与平衡态(1)热力学系统：通常把由大量分子组成的研究对象称为热力学系统(2)状态参量：为了描述系统的状态，需要用到一些物理量，这些描述系统状态的物理量，叫作系统的状态参量常用物理量有几何参量体积、力学参量压强、热学参量温度(3)平衡态：没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间变化的稳定的状态2热平衡与温度(1)热平衡：两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化(2)热平衡定律：如果两个系统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：表征热平衡系统的“共同热学性质”的物理量也就是说，温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量3温标：温度的数值表示法(1)摄氏温标：规定标准大气压下冰水混合物的温度为0 ，沸水的温度为100 ，在0和1

2、00之间分成100等份，每一等份就是1 ，这种表示温度的方法即为摄氏温标，表示的温度叫作摄氏温度(2)热力学温标：规定摄氏温标的273.15 为零值，这种表示温度的方法即为热力学温标，表示的温度叫作热力学温度(T)，单位为开尔文(K)(3)热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为Tt273.15_K1系统：系统是研究对象的整体2状态参量：描述系统状态的物理量注：物理学中描述物体状态的常用参量为压强、体积、温度，通常用体积描述它的几何性质，用压强描述其力学性质，用温度描述其热学性质3平衡态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，这种状态叫平衡态尝试应用1下列说法中正确的是(B)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：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

3、部分状态参量将会相同，故B项正确，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1热平衡两个系统相互接触，它们间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化，此时的状态叫热平衡状态，我们说两系统达到了热平衡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温度达到了热平衡的系统具有“共同性质”，我们用温度来表征这个“共同性质”也可理解为物体的冷热程度注：(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的温度便等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理尝试应用2关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是(B)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：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可知B、D是正确平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相

4、互影响的最终结果，可见C是错误的 1温度计的测温原理(1)水银温度计是根据物体热胀冷缩的性质来测量温度的(2)金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的(3)气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的(4)电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的2温标(1)摄氏温标规定标准大气压下冰水混合物的温度为零度，沸水的温度为100 ，在0和100之间分成100等份，每一等份就是1 ，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫摄氏温度(t)，单位为.(2)热力学温标规定摄氏温度的273.15 为零值，它的一度也等于摄氏温度的一度，这种表示温度的方法就是开尔文温标，也叫热力学温标表示的温度叫热力学温度(T)，单位为开尔文，简称开(K)3两种温标的关系(1)热力学温度的分度，大小等于摄氏温度的1 ，在表示温差时，1 K1 ；在表示温度时却不相等(2)热力学温度与摄氏温度的关系Tt273.15 K.(3)摄氏温度中零上表示比0 高，零下表示比0 低，通常用正负数表示(4)热力学温标的零值是低温的极限，永远达不到4易混淆的问题有些同学认为物体感觉冷就是温度低，其实这

5、种说法是缺乏科学依据的，人体感受到物体的冷热程度，一方面取决于被感受的物体的温度，另一方面还与被感受物体单位时间内从人体吸收(或放出)的热量的多少有关冬天温度相同的铁块和木块，摸上去感觉铁块更冷一些，这是因为铁块单位时间内从手上吸收的热量多的原因尝试应用3关于温度与温标，下列说法正确的是(D)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 KD热力学温度每一开尔文的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析：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开尔文的大小相等，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1三个系统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(C)A它们的温度可以有较大的差别B它们的温度可以有微小的差别C它们的温度一定相同D无法判断温度的关系解析：当三个系统处于热平衡状态时，它们有

6、相同的状态参量，即具有相同的温度，故C项正确2(多选)下列有关温标的说法中正确的是(AD)A温标不同，测量时得到同一系统的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热力学温标是从理论上规定的解析：不同温标下，同一温度在数值上可能不同，A正确；相同的冷热程度，用不同的温标表示，数值可以是不同的，B错；热力学温标是从理论上做出的规定，C错、D正确3关于热力学温标与摄氏温标的下列说法不正确的是(D)A热力学温标与摄氏温标的每一分度的大小是相同的B热力学温标的0度值对应于273.15 C热力学温标的0度是不可能达到的D气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零解析：由Tt273 K，得知，Tt，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，故A正确；热力学温度与摄氏温度的关系是Tt273 K可知，当T0时，则t273 ，故B正确；根据热力学第三定律可知，热力学温标的零K达不到故C正确；气体温度趋近于绝对零度时，可能是压强p趋近于零，故D错误4关于温度与温标，下列说法正确的是(D)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

7、B摄氏温度与热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 KD热力学温度每一开尔文的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析：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开尔文的大小相等，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5关于热力学温度，下列说法中正确的是(A)A33 240 KB温度变化1 ，也就是温度变化274 KC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 Kt解析：本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系T273 Kt，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，故热力学温度不可能取负值，故C错；D中初态热力学温度为273 Kt，末态为273 K2t，温度升高了t，故D错6当甲、乙两物体相互接触后，热量从甲物体流向乙物体，这

8、样的情况表示甲物体具有何种特性(D)A较高的热量 B较大的比热容C较大的密度 D较高的温度解析：根据热量的传递特性：热量总是自发地从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，因此决定热能传递方向的决定因素是温度，A、B、C各选项所提到的条件均与此无关，故D正确7下列叙述正确的是(D)A若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境B目前尚不知最低温是多少，最高温是多少C摄氏零下373度是低温的下限D任何物体，温度下降到某一点就不能再降解析：在目前的技术条件下最低温可使铜原子核降至106 K，但是极不稳定无法持久，故A、B错误摄氏零下273.15 是低温的极限，故C错运用热平衡原理可知D是正确的8下图是四种测液体温度的方法，其中正确的是(D)解析：用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与器壁接触，只有D正确9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)A2 K B271 KC4 K D0.1 K解析：由热力学温标与摄氏温标的关系式Tt273 K和t271 得T2 K故A项正确10严冬，湖面上结了厚厚的冰，为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是(C)A用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度C取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数解析：要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡下的温度，所以A的做法不正确，C的做法正确，D的做法不正确，B的做

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