2019届二轮复习　温度和温标课件（38张） 38页

　温度和温标 [ 考纲下载 ] 　 1. 知道平衡态及系统的状态参量 . 2 . 明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系 . 3 . 了解温度计的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系 . 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 组成 的研究对象叫做热力学系统，简称系统 . (2) 外界：系统之外与 系统发生 的 其他物体统称外界 . 2. 状态参量：用来 描述 的 物理量 . 常用的状态参量有体积 V 、压强 p 、 等 . 3. 平衡态：在没有外界影响的情况下， 系统 都 不随时间而变化的稳定状态 . 大量分子 相互作用 系统状态 温度 T 所有性质 二、热平衡与温度 1. 热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都 不再 ， 这时两个系统具有 “ 共同性质 ” ，我们就说这两个系统达到 了 . 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 . 3. 温度：热平衡中具有的 “ ” 叫做温度 . 这 就是 _______ 能够 用来测量温度的基本原理 . 4. 热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度 . 变化 热平衡 热平衡 共同热学性质 温度计 名称 原理 水银温度计 根据 水银 的 性质来测量温度 金属电阻温度计 根据金属铂 的 随 温度的变化来测量温度 气体温度计 根据 气体 随 温度的变化来测量温度 热电偶温度计 根据不同导体 因 产生 电动势的大小来测量温度 三、温度计与温标 1. 常见温度计及其测温 原理 热胀冷缩 电阻 压强 温差 2. 确定一个温标的方法 (1) 选择某种 具有 属性 的物质 . (2) 了解测温物质随温度变化的函数关系 . (3) 确定温度 的 和 的 方法 . 测温 零点 分度 3. 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 _________ 为 0 ℃ ， 为 100 ℃ ，在 0 ℃ 和 100 ℃ 之间均匀 分成 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，热力学温标也叫绝对温标 . 热力学温标表示的温度 叫 . 用 符号 表示 ，单位 是 ___ ， 符号 为 . (3) 摄氏温度与热力学温度的关系为 T ＝ . 冰的熔点 水的沸点 100 热力学温度 T 开 尔文 K t ＋ 273.15 K 1. 判断下列说法的正误 . (1) 表示系统的状态参量常用的有体积、压强、阿伏加德罗常数和温度 . ( 　　 ) (2) 热平衡是指系统静止或匀速直线运动且系统内部分子停止运动的状态 . ( 　　 ) (3) 两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 .( 　　 ) (4) 温度计测温原理就是热平衡定律 .( 　　 ) (5)0 ℃ 的温度可以用热力学温度粗略地表示为 273 K.( 　　 ) [ 即学即用 ] 答案 × × × √ √ 2.(1) 两个系统具有相同的 ______ 时 ，即达到了热平衡 . (2)2016 年 8 月 6 日是第 31 届里约奥运会开幕的日子，中央电视台播报天气预报，里约的最高气温是 38 ℃ ，它是 ________K. 中国在研究超导问题方面走在世界前列，中国科学家发现某种超导材料的临界温度是 90 K ，它是 ________ ℃ . 答案 温度 311.15 － 183.15 重点探究 一、状态参量与平衡态 [ 导学探究 ] 　 (1) 在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量 . 在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？ 答案　 体积、压强和温度 . 答案 (2) 如果系统与外界没有能量交换，该系统就达到平衡态了吗？ 答案　 不是 . [ 知识深化 ] 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，表现为系统的宏观性质不随时间变化 . (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 . 例 1 　下列说法正确的是 A. 只有处于平衡态的系统才有状态参量 B. 状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其各个 状 态参量 都会改变 C. 两物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态 D.0 ℃ 的冰水混合物放入 1 ℃ 的环境中，冰水混合物处于平衡态 √ 答案 解析 解析　 状态参量是描述系统状态的物理量，与系统是否处于平衡态无关，且系统状态变化时，不一定各个状态参量都改变， A 、 B 错误 ； 处于 热传递过程中的两系统处于非平衡态， C 正确 ； 0 ℃ 的冰水混合物放入 1 ℃ 的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是平衡态， D 错误 . 两步法判断热力学系统是否处于平衡态 1. 判断热力学系统是否受到外界的影响 . 2. 判断系统的状态参量 ( 压强、体积和温度 ) 是否发生变化 . 如果系统不受外界的影响，且状态参量不发生变化，系统就处于平衡态，否则就是非平衡态 . 方法总结 (1) 用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升 . 当上升到 36 ℃ 左右时，为什么不再上升 ？ ( 2) 当把它立即放入 40 ℃ 的水中时，你又看到什么现象？为什么 ？ 答案　 因为体温计与人体温度相同，即达到了热平衡 . 二、平衡态与热平衡的比较　温度 [ 导学探究 ] 　 答案 答案　 体温计的示数继续上升，因为体温计玻璃泡的温度与水的温度不相同，没有达到热平衡 . [ 知识深化 ] 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 . 特别提醒 　系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，若温度不同，即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换 . 例 2 　 ( 多选 ) 有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开 ( 发生了热交换 ) ，假设只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则 A. 甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态 B. 只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态 C. 乙、丙两物体都和甲达到了热平衡 D. 乙、丙两物体达到了热平衡 √ 答案 解析 √ 解析　 乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态， A 正确， B 错误 ； 甲 和乙接触一段时间后分开，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙和丙两物体达到了热平衡， C 错误， D 正确 . 判断系统达到热平衡的两个方法 1. 根据两个相接触的系统的状态参量是否发生变化判断 . 如果不发生变化，处于热平衡，发生变化则不处于热平衡 . 2. 根据两个系统的温度是否相同判断 . 如果相同，处于热平衡，不相同则不是热平衡 . 方法总结 例 3 　 ( 多选 ) 关于热平衡，下列说法正确的是 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. 标准状况下冰水混合物与 0 ℃ 的水未达到热平衡 C. 量体温时体温计需要和身体接触十分钟左右是为了让体温计跟身体 达 到 热平衡 D. 冷热程度相同的两系统处于热平衡状态 解析　 两个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 .A 、 C 、 D 正确， B 错误 . √ 答案 解析 √ √ 处理热平衡问题时，应把握两点： (1) 发生热交换时，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量 .(2) 达到热平衡时，系统一定具有相同的温度，其他状态参量未必相同 . 方法总结 答案　 不是 . 由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低 . 三、温度计与温标 [ 导学探究 ] 　 (1) 如图 1 所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？ 答案 图 1 (2) 如果气体的温度是 1 ℃ ，也可以说气体的温度是多少 K ？如果气体的温度升高了 1 ℃ ，也可以说气体的温度升高了多少 K? 答案 答案　 274.15 K 　 1 K [ 知识深化 ] 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. 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 . 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 . 例 4 　 ( 多选 ) 关于温度与温标，下列说法正确的是 A. 用摄氏温标和热力学温标表示温度是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 3 ℃ ，在热力学温标中温度升高 276.15 K D. 热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一度的大小相等 √ 答案 解析 √ 解析　 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，选项 A 正确 ； 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，选项 B 错误 ； 摄氏温度 的每一度与热力学温度的每一开的大小相等，选项 D 正确 ； 摄氏温度 升高 3 ℃ ，也就是热力学温度升高了 3 K ，选项 C 错误 . 热力学温度与摄氏温度关系的理解 1. T ＝ t ＋ 273.15 K 是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础 . 2. 摄氏温度变化 1 ℃ 与热力学温度变化 1 K 是等效的，即 Δ T ＝ Δ t ，而不是 Δ T ＝ Δ t ＋ 273.15 K. 3. 绝对零度是低温的极限，只能接近，永远达不到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出现负值 . 方法总结 达标检测 1 2 3 1.( 状态参量和平衡态 ) 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、体积都一定达到了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、压强变得一样，但体积仍可变化 答案 解析 4 √ 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 . 2. ( 热平衡与温度 ) ( 多选 ) 下列说法正确的是 A. 放在腋下足够长时间的水银体温计中的水银与人体达到热平衡 B. 温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡 C. 若 a 与 b 、 c 分别达到热平衡，则 b 、 c 之间也达到了热平衡 D. 两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡 1 2 3 4 答案 解析 √ √ √ 1 2 3 4 解析　 当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡，故 A 、 D 正确 ； 两 个物体的温度相同时，不会发生热传递，已经达到热平衡，故 B 错误 ； 若 a 与 b 、 c 分别达到热平衡，三者温度一定相等，所以 b 、 c 之间也达到了热平衡，故 C 正确 . 3.( 温度计与温标 )( 多选 ) 严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动 . 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 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. 取一空的塑料饮水瓶，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，立即读出温度计的示数 C. 若温度计显示的示数为摄氏温度 4 ℃ ，即热力学温度 4 K D. 若温度计显示的示数为摄氏温度 4 ℃ ，即热力学温度 277.15 K 答案 解析 1 2 3 4 √ √ 1 2 3 4 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状态下的温度，所以选项 A 错误， B 正确 . T ＝ t ＋ 273.15 K ＝ 277.15 K ，选项 C 错误， D 正确 . 解析　 水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的， A 正确 ； 根据 T ＝ t ＋ 273.15 K 可知， 100 ℃ 相当于热力学温标 373.15 K ，水从 0 ℃ 升高到 100 ℃ 升高了 100 K ， B 、 C 正确， D 错误 . 4.( 温标和温度 )( 多选 ) 下列关于温度的说法正确的是 A. 水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的 B. 水的沸点为 100 ℃ ，用热力学温度表示即为 373.15 K C. 水从 0 ℃ 升高到 100 ℃ ，用热力学温度表示即为从 273.15 K 升高到 373.15 K D. 水从 0 ℃ 升高到 100 ℃ ，用热力学温度表示就是升高了 373.15 K 1 2 3 4 解析 答案 √ √ √