1、1.温度和温标温度和温标 学习目标:学习目标:1物理观念物理观念知道状态参量、平衡态、热平衡、温度、热力学温度的知道状态参量、平衡态、热平衡、温度、热力学温度的 概念及热平衡定律。概念及热平衡定律。2.科学思维科学思维理解平衡态及热平衡定律理解平衡态及热平衡定律,掌握摄氏温标与热力学掌握摄氏温标与热力学 温度的关系温度的关系,能进行相关的计算能进行相关的计算,培养学生分析、解决问题的能力。培养学生分析、解决问题的能力。3.科学探究科学探究会会 使用常见的温度计使用常见的温度计,在使用过程中学会与他人合作交流在使用过程中学会与他人合作交流,提高动脑提高动脑、动手能力动手能力。4.科科 学态度与责
2、任学态度与责任学会使用温度计时学会使用温度计时,应应客观记录数据客观记录数据,坚持实事求是的科学态度坚持实事求是的科学态度,增强增强 学习物理的热情。学习物理的热情。 阅读本节教材阅读本节教材, 回答第回答第 19 页页“问题问题”并梳理必要的知识点并梳理必要的知识点。 教材教材 P19“问题问题”提示提示: 经过一段时间后经过一段时间后,容器内的气体会达到压强处处相等容器内的气体会达到压强处处相等,温度处处相同。温度处处相同。 一、状态参量与平衡态一、状态参量与平衡态 1热力学系统:热力学系统:由大量分子组成的由大量分子组成的系统系统。 2外界:外界:系统之外与系统发生相互作用的其他物体系统
3、之外与系统发生相互作用的其他物体。 3状态参量:状态参量:为确定系统的状态所需要的一些量为确定系统的状态所需要的一些量,如:如:体积体积、压强压强、温度等温度等。 4平衡态:平衡态:无外界影响无外界影响,状态参量稳定状态参量稳定的状态 的状态。 说明说明:平衡态是状态参量平衡态是状态参量,不是过程量不是过程量,处于平衡态的系统处于平衡态的系统,状态参量在较长时间状态参量在较长时间 内不发生变化。内不发生变化。 二、热平衡与温度二、热平衡与温度 1热平衡:热平衡:如果两个系统相互接触而传热如果两个系统相互接触而传热,这两个系统的状态参量将会互相影响这两个系统的状态参量将会互相影响 而分别而分别改
4、变改变。 经过一段时间经过一段时间, 各自的状态参量不再变化了各自的状态参量不再变化了, 即这两个系统达到了即这两个系统达到了热平衡热平衡。 2热平衡定律:热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡, ,那么这两个系统彼那么这两个系统彼 此之间也必定处于此之间也必定处于热平衡热平衡。 3温度:温度:处于热平衡的系统之间有一处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质 共同热学性质”,即即温度温度。这就是温度计这就是温度计 能够用来测量温度的基本原理能够用来测量温度的基本原理。 三、温度计与温标三、温度计与温标 1温度计温度计 名称名称原原理理 水银温度计
5、水银温度计根据水银的根据水银的热膨胀热膨胀的性质来测量温度的性质来测量温度 金属电阻温度计金属电阻温度计根据金属铂的根据金属铂的电阻电阻随温度的变化来测量温度随温度的变化来测量温度 气体温度计气体温度计根据气体根据气体压强压强随温度的变化来测量温度随温度的变化来测量温度 热电偶温度计热电偶温度计根据不同导体因根据不同导体因温差温差产生电动势的大小来测量温度产生电动势的大小来测量温度 2.温标:温标:定量描述定量描述温度温度的方法的方法。 (1)摄氏温标摄氏温标:一种常用的表示温度的方法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规定标准大气压下冰的熔点为 0 ,水水 的沸点为的沸点为
6、100 。在在 0 刻度与刻度与 100 刻度之间均匀分成刻度之间均匀分成 100 等份等份,每一份算每一份算作作 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:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学热力学温度温度。 (3)摄氏温度与热力学温度:摄氏温度与热力学温度: 摄氏温度摄氏温度摄氏温标表示的温度摄氏温标表示的温度,用符号用符号 t 表示表示,单位是单位是摄氏度摄氏度,符号为符号为 热力学温度热力学温度热力学温标表示的温度热力学温标表示的温度,用符号用符号 T 表示表示,单位是单位是开尔文开尔文,符号为符号为 K 换算关系换算关系Tt273.15 K 注意:注意:变
7、化变化 1 与变化与变化 1 K 是相等的。是相等的。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“”“”) (1)当系统处于平衡态时当系统处于平衡态时,系统的温度系统的温度、压强压强、体积等都不随时间变化体积等都不随时间变化。() (2)平衡态是一种理想情况平衡态是一种理想情况。() (3)温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量。() (4)处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动,热平衡是一种动态热平衡是一种动态 平衡平衡。() 2(多选多选)下列物体中
8、处于非平衡态的是下列物体中处于非平衡态的是( ) A冰水混合物处在冰水混合物处在 1 的环境中的环境中 B将一铝块放入沸水中加热较长的时间将一铝块放入沸水中加热较长的时间 C冬天刚打开空调的教室内的气体冬天刚打开空调的教室内的气体 D用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间 AC冰水混合物在冰水混合物在 1 的环境中要吸收热量的环境中要吸收热量,温度升高温度升高,不是平衡态不是平衡态,A 正确正确; 当铝块放在沸水中足够长的时间当铝块放在沸水中足够长的时间,铝块各部分的温度与沸水的温度相同铝块各部分的温度与沸水的温度相同,达到平衡态达到平衡态, B 错误错误;同
9、理可知同理可知 D 错误错误;冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同,不是平衡不是平衡 态态,C 正确。正确。 3(多选多选)两个处于热平衡状态的系统两个处于热平衡状态的系统,由于受外界影响由于受外界影响,状态参量发生了变化状态参量发生了变化, 下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法,正确的是正确的是() A不能不能 B可能可能 C要看它们后来的温度是否相同要看它们后来的温度是否相同 D取决于其他状态参量是否相同取决于其他状态参量是否相同 BC只要两个系统的温度相同只要两个系统的温度相同,两个系统就处于
10、热平衡状态两个系统就处于热平衡状态,而与其他参量是否而与其他参量是否 相同无关相同无关,故故 B、C 正确。正确。 状态参量与平衡态状态参量与平衡态 如图如图,将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间,鸡蛋处于平衡态吗?鸡蛋处于平衡态吗? 提示提示:鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间其温度鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间其温度、压强压强、体积都不再变化体积都不再变化,是平衡是平衡 状态。状态。 1热力学的平衡态是一种动态平衡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只是分子运
11、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表现为系统的宏观性质不随时间变化,而力学而力学 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因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。 。系统处系统处 于平衡态时于平衡态时,仍可能发生偏离平衡态的微小变化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如果分开后它们都不受外界影响,再把再把 它们重新接触它们重新
12、接触,它们的状态不会发生新的变化它们的状态不会发生新的变化。因此因此,热平衡概念也适用于两个原来没热平衡概念也适用于两个原来没 有发生过作用的系统有发生过作用的系统。因此可以说因此可以说,只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,我我 们就说这两个系统原来是处于热平衡的们就说这两个系统原来是处于热平衡的。 【例【例 1】(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A状态参量是描述系统状态的物理量状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统的状态变化时故当系统的状态变化时,其各个状态参量其各个状态参量 都会改变都会改变 B当系统不受外界影响当系统不受
13、外界影响,且经过足够长的时间且经过足够长的时间, ,其内部各部分状态参量将会达到其内部各部分状态参量将会达到 稳定稳定 C只有处于平衡态的系统才有状态参量只有处于平衡态的系统才有状态参量 D两个物体间发生热传递时两个物体间发生热传递时,它们组成的系统处于非平衡态它们组成的系统处于非平衡态 思路点拨:思路点拨:(1)各个系统都有状态参量。各个系统都有状态参量。 (2)当处于平衡态时当处于平衡态时,状态参量不再变化状态参量不再变化,非平衡时非平衡时,状态参量要变化。状态参量要变化。 BD由于描述系统的各种性质需要不同的物理量由于描述系统的各种性质需要不同的物理量,只要其中某个量变化只要其中某个量变
14、化,系统的系统的 状态就会发生变化状态就会发生变化,不一定各个状态参量都发生变化不一定各个状态参量都发生变化,选项选项 A 错误;系统处于平衡态错误;系统处于平衡态 或非平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化只是状态参量有无变化,选项选项 C 错误;当系统不受外界影响时错误;当系统不受外界影响时,系统总系统总 要趋于平衡要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定其内部各部分状态参量趋于稳定,选项选项 B 正确;两个物体间发生热传递正确;两个物体间发生热传递 时时,两个物体组成的系统内部仍存在温差两个物体组成的系统内部仍存在温差,故系统处于非平衡态故系统处于非平衡态,选项选项 D 正确。正确。 处
15、理平衡态的问题要注意以下三点处理平衡态的问题要注意以下三点 (1)平衡态与热平衡不同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。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。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。系统与外界没有能量的交换。 跟进训练跟进训练 1下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是( ) A开空调开空调 2min 内教室内的气体处于平衡态内教室内的气体处于平衡态 B两个温度不同的物体相互接触两个
16、温度不同的物体相互接触,这两个物体组成的系统处于非平衡态这两个物体组成的系统处于非平衡态 C0 的冰水混合物放入的冰水混合物放入 1 的环境中的环境中,冰水混合物处于平衡态冰水混合物处于平衡态 D压缩密闭容器中的空气压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态空气处于平衡态 B开空调开空调 2min 内教室内的气体温度要变化内教室内的气体温度要变化,故不是平衡状态故不是平衡状态,A 错误;两物体错误;两物体 温度不同温度不同,接触后高温物体会向低温物体传热接触后高温物体会向低温物体传热,是非平衡态是非平衡态,B 正确;正确;0 的冰水混合的冰水混合 物放入物放入 1 的环境中的环境中,周围环境会向冰水
17、混合物传热周围环境会向冰水混合物传热,不是平衡态不是平衡态,C 错误错误;压缩密闭压缩密闭 容器中的空气容器中的空气,要对空气做功要对空气做功,机械能转化为内能机械能转化为内能,不是平衡态不是平衡态,D 错误错误。本题选本题选 B。 热平衡与温度热平衡与温度 某工人在某工人在拿拿铁棒和木头时感觉到铁棒明显比木头凉铁棒和木头时感觉到铁棒明显比木头凉, 由于表示物体冷热程度的是温由于表示物体冷热程度的是温 度度,于是这位工人得出当时于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低铁棒比木头温度低”的结论的结论,你认为他的结论对吗?请说你认为他的结论对吗?请说 明理由。明理由。 提示提示: 不对不对。 由于铁
18、棒和木头都与周围的环境达到热平衡由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡, 故它们的温度是一样的故它们的温度是一样的。 之所以感觉到铁棒特别凉之所以感觉到铁棒特别凉,是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比较多。是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比较多。 1温度温度 (1)宏观上宏观上 温度的物理意义:表示物体冷热程度的物理量温度的物理意义:表示物体冷热程度的物理量。 与热平衡的关系与热平衡的关系:各自处于热平衡状态的两个系统各自处于热平衡状态的两个系统,相互接触时相互接触时,它们相互之间它们相互之间 发生了热量的传递发生了热量的传递, 热量从高温系统传递给低温系统热量从高温系统传递
19、给低温系统, 经过一段时间后两系统温度相同经过一段时间后两系统温度相同, 达到一个新的平衡状态达到一个新的平衡状态。 (2)微观上微观上 反映物体内分子热运动的剧烈程度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是大量分子热运动平均动能的标志。 温度是大量分子热运动的集体表现温度是大量分子热运动的集体表现,是含有统计意义的是含有统计意义的,对个别分子来说温度是对个别分子来说温度是 没有意义的没有意义的。 2热平衡热平衡 (1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。 (2)若物体与若物体与 A 处于热平衡处于热平衡, 它同时也与它同时也与 B
20、 达到热平衡达到热平衡, 则则 A 的温度等于的温度等于 B 的温度的温度, 这就是温度计用来测量温度的基本原理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的意义 热平衡定律又叫热力学第零定律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为温度的测量提供了理论依据。因为互为热平衡因为互为热平衡 的物体具有相同的温度的物体具有相同的温度,所以比较各物体温度时所以比较各物体温度时,不需要将各个物体直接接触不需要将各个物体直接接触,只需将只需将 作为标准物体的温度计分别与各物体接触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即可比较温度的高低。 【例【例
21、2】关于平衡态和热平衡关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的有下列说法中正确的有() A只要温度不变且处处相等只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态系统就一定处于平衡态 B两个系统在接触时两个系统在接触时,它们的状态不发生变化它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相说明这两个系统原来的温度是相 等的等的 C热平衡就是平衡态热平衡就是平衡态 D处于热平衡的几个系统的压强一定相等处于热平衡的几个系统的压强一定相等 思路点拨:思路点拨:(1)平衡态的各个参量都不变化。平衡态的各个参量都不变化。 (2)热平衡时必有相等的温度。热平衡时必有相等的温度。 B一般来说一般来说,描述系统的状态参
22、量不只一个描述系统的状态参量不只一个,根据平衡态的定义知所有性质都不根据平衡态的定义知所有性质都不 随时间变化随时间变化,系统才处于平衡态系统才处于平衡态,A 错误错误;根据热平衡的定义知根据热平衡的定义知,处于热平衡的两个系处于热平衡的两个系 统温度相同统温度相同,B 正确正确,D 错误错误;平衡态是针对某一系统而言的平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互热平衡是两个系统相互 影响的最终结果影响的最终结果,C 错误。错误。 热平衡与温度理解的两个误区热平衡与温度理解的两个误区 误区误区 1:误认为只要温度不变:误认为只要温度不变,系统就处于平衡态系统就处于平衡态 产生误区的原因是没
23、有正确理解平衡态的概念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参量都不随时间变化时,系统才处于平衡态。系统才处于平衡态。 误区误区 2:误认为平衡态就是热平衡: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其实各自处于平衡态的两个物体温度不一定相同,它们它们 接触后各自的状态会发生变化接触后各
24、自的状态会发生变化,直到达到热平衡为止。直到达到热平衡为止。 跟进训练跟进训练 2下列有关热平衡的说法下列有关热平衡的说法,正确的是正确的是() A如果两个系统在某时刻处于热平衡状态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两个处于热平衡状
25、态的系统,温度可以有微小的差别温度可以有微小的差别 C处于热平衡状态的系统处于热平衡状态的系统,如果受到外界的影响如果受到外界的影响,状态参量会随之变化状态参量会随之变化,温度也温度也 会变化会变化,故故 A 错误;热平衡定律对多个系统也适用错误;热平衡定律对多个系统也适用,故故 B 错误;由热平衡的意义错误;由热平衡的意义,故故 C 正确;温度相同是热平衡的标志正确;温度相同是热平衡的标志,必须相同必须相同,故故 D 错误。错误。 温度计与温标温度计与温标 摄氏温标摄氏温标(以前称为百分温标以前称为百分温标)是由瑞典天文学家摄尔修斯设计的是由瑞典天文学家摄尔修斯设计的。如图所示如图所示,在一
26、在一 标准大气压下标准大气压下,把冰点定为把冰点定为 0 ,汽化点定为汽化点定为 100 ,因此在这两个固定点之间共因此在这两个固定点之间共为为 100 ,即即 100 等份等份,每等份代表每等份代表 1 摄氏度摄氏度,用用 1 表示表示,用用标表示的温度叫作摄氏标表示的温度叫作摄氏 温度温度, 常用常用 t 表示表示。 摄氏温标用摄氏度做单位摄氏温标用摄氏度做单位。 热力学温标由英国科学家威廉热力学温标由英国科学家威廉汤姆汤姆孙孙(开开 尔文尔文)创立创立,它表示的温度叫热力学温度它表示的温度叫热力学温度,常用常用 T 表示表示,用用 K 做单位做单位。 试探究:试探究:1热力学温标与摄氏温
27、标之间的关系是什么?热力学温标与摄氏温标之间的关系是什么? 2如果可以粗略地取如果可以粗略地取273 为绝对零度为绝对零度, ,在一标准大气压下在一标准大气压下,冰的熔点是多少冰的熔点是多少 摄氏摄氏度度,为多少为多少开开?水的沸点又是多少摄氏?水的沸点又是多少摄氏度度,为多少为多少开开? 提示:提示:1关系式为关系式为 Tt273.15 K 2冰的熔点为冰的熔点为 0 ,为为 273 K;水的沸点为;水的沸点为 100 ,即即 373 K。 1“温度温度”含义的两种说法含义的两种说法 宏观角宏观角 度度 温度表示物体的冷热程度温度表示物体的冷热程度,这样的定义带有主观性这样的定义带有主观性,
28、因为冷热是由人体的因为冷热是由人体的 感觉器官比较得到的感觉器官比较得到的,往往是不准确的往往是不准确的 热平衡热平衡 角度角度 温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的。热平衡定律指出热平衡定律指出,两个系两个系 统相互处于热平衡时统相互处于热平衡时,存在一个数值相等的物理量存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是温度这个物理量就是温度, 这样的定义更具有科学性这样的定义更具有科学性 2.温度计测量原理温度计测量原理 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使温度计与待测物体接触, 达到热平衡达
29、到热平衡, 其温度与待测物体的温度相同其温度与待测物体的温度相同。 3温标温标 (1)常见的温标有摄氏温标常见的温标有摄氏温标、华氏温标华氏温标、热力学温标热力学温标。 (2)比较摄氏温标和热力学温标比较摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标摄氏温标热力学温标热力学温标 提出者提出者摄尔修斯和施勒默尔摄尔修斯和施勒默尔英国物理学家开尔文英国物理学家开尔文 零度的规定零度的规定 一个标准大气压下冰水混合一个标准大气压下冰水混合 物的温度物的温度 273.15 绝对零度绝对零度 温度名称温度名称摄氏温度摄氏温度热力学温度热力学温度 温度符号温度符号tT 单位名称单位名称摄氏度摄氏度开尔文开尔文 单位符号
30、单位符号K 关系关系 Tt273.15 K 粗略表示:粗略表示:Tt273 K 【例【例 3】仿照实验室使用的液体温度计的原理仿照实验室使用的液体温度计的原理,某同学设计了一个简易的气体温某同学设计了一个简易的气体温 度计度计,如图所示如图所示,瓶中装的是气体瓶中装的是气体,瓶塞密封不漏气瓶塞密封不漏气,瓶塞上面细弯管中有一段液柱瓶塞上面细弯管中有一段液柱。 (1)当温度升高时当温度升高时,液柱将向哪边移动?液柱将向哪边移动? (2)此温度计如何标上刻度呢?此温度计如何标上刻度呢? 思路点拨:思路点拨:(1)此温度计是根据气体热胀冷缩原理制成的。此温度计是根据气体热胀冷缩原理制成的。 (2)必
31、定是左边温度高必定是左边温度高,右边温度低。右边温度低。 解析解析(1)当温度升高时当温度升高时,瓶内的气体受热膨胀挤压上方的液柱瓶内的气体受热膨胀挤压上方的液柱,液柱就会向左移液柱就会向左移 动;动;(2)将此装置放在一个标准大气压下的冰水混合物中将此装置放在一个标准大气压下的冰水混合物中,在液柱正中间处标上在液柱正中间处标上 0 , 将它放在一个标准大气压下的沸水中将它放在一个标准大气压下的沸水中,在液柱正中间处标上在液柱正中间处标上 100 ,然后将以上两个刻然后将以上两个刻 度之间的部分进行度之间的部分进行 100 等分等分,标上刻度就成了一个温度计。标上刻度就成了一个温度计。 答案答
32、案 见解析见解析 (1)热力学温度与摄氏温度的关系是热力学温度与摄氏温度的关系是 Tt273.15 K,因此对于同一温度来说因此对于同一温度来说,用不用不 同的温标表示同的温标表示,数值不同数值不同,这是因为零值选取不同这是因为零值选取不同。 (2)在热力学温标与摄氏温标中在热力学温标与摄氏温标中,热力学温度升高热力学温度升高(或降低或降低)1 K,则摄氏温度也升高则摄氏温度也升高 (或降低或降低)1 。 【一题多变】【一题多变】(1)你能说出这个温度计的测温原理吗?你能说出这个温度计的测温原理吗? (2)为了提高此温度计的灵敏度为了提高此温度计的灵敏度,便于读数便于读数,可采取什么措施?可采
33、取什么措施? 解析解析(1)这个温度计的测温原理是测温气体的热胀冷缩。这个温度计的测温原理是测温气体的热胀冷缩。 (2)细弯管再细一些细弯管再细一些,瓶子再大一些且气体再多些瓶子再大一些且气体再多些,细弯管内的液体尽可能少些等细弯管内的液体尽可能少些等, 都可以提高灵敏度。都可以提高灵敏度。 答案答案 见解析见解析 跟进训练跟进训练 3(多选多选)关于热力学温度关于热力学温度,下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A33 240 K B温度变化温度变化 1 ,也就是温度变化也就是温度变化 1 K C摄氏温度与热力学温度都可能取负值摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D温度由温度由 t 升至升
34、至 2t ,对应的热力学温度升高了对应的热力学温度升高了 273 Kt ABT273 Kt,由此可知由此可知:33 240 K,A 正确正确,同时同时 B 正确正确;D 中初态中初态 热力学温度为热力学温度为 273 Kt, 末态为末态为 273 K2t, 温度变化温度变化 t K, D 错误错误; 摄氏温度可取负值摄氏温度可取负值, 但但因绝对零度达不到因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值故热力学温度不可能取负值,C 错误。错误。 1物理观念:物理观念:状态参量状态参量、平衡态平衡态、热平衡热平衡、热力学温度热力学温度。 2科学思维:科学思维:热平衡定律的理解及热平衡定律的理解及 Tt
35、273.15_K 的理解和应用的理解和应用。 3科学方法:科学方法:理想模型法理想模型法、图像法图像法、定义法 定义法、比较法比较法。 1(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是() A两个系统处于热平衡时两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量它们一定具有相同的热量 B如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么那么这这两个系统也必定处于热平两个系统也必定处于热平 衡衡 C温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量 D热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理热平衡定律是温度计能够用来测量温
36、度的基本原理 BCD热平衡的系统都具有相同的状态参量热平衡的系统都具有相同的状态参量温度温度,故选项故选项 A 错误错误,C 正确;正确; 由热平衡定律可知由热平衡定律可知,若物体与若物体与 A 处于热平衡处于热平衡,它同时也与它同时也与 B 达到热平衡达到热平衡,则则 A 的温度的温度 等于等于 B 的温度的温度,这也是温度计用来测量温度的基本原理这也是温度计用来测量温度的基本原理,故选项故选项 B、D 也正确。也正确。 2如果一个系统达到了平衡态如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各处的那么这个系统各处的() A温度温度、压强压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化体积都必须达到稳定的状态
37、不再变化 B温度一定达到了某一稳定值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温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运动并且分子不再运动, ,达到了达到了“凝固凝固”状态状态 D温度温度、压强就会变得一样压强就会变得一样,但体积仍可变化但体积仍可变化 A如果一个系统达到了平衡态如果一个系统达到了平衡态,系统内各部分的状态参量系统内各部分的状态参量,如温度如温度、压强和体积压强和体积 等不再随时间发生变化等不再随时间发生变化。温度达到稳定值温度达到稳定值,分子仍然是运动的分子仍然是运动的,不可能达到所谓的不可能达到所谓的“凝凝 固固
38、”状态。故状态。故 A 正确。正确。 3(多选多选)下列物体中处于热平衡状态的是下列物体中处于热平衡状态的是() A冰水混合物处在冰水混合物处在 0 的环境中的环境中 B将一铝块放入沸水中加热足够长的时间将一铝块放入沸水中加热足够长的时间 C冬天刚打开空调的教室内的空气冬天刚打开空调的教室内的空气 D一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动,容器突然停止运动时 容器突然停止运动时,容器内的气体容器内的气体 AB冰水混合物的温度为冰水混合物的温度为 0 ,和环境的温度相同和环境的温度相同,处于热平衡状态处于热平衡状态,A 正确正确; 铝块在沸水中加热足够长的时间铝块在
39、沸水中加热足够长的时间,铝块和水的温度相同铝块和水的温度相同,处于热平衡状态处于热平衡状态,B 正确正确;冬冬 天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不相同天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不相同,未处于热平衡状态未处于热平衡状态,C 错误错误;匀速运匀速运 动的容器突然停止运动时动的容器突然停止运动时,机械能转化为气体的内能机械能转化为气体的内能,容器内的气体温度升高容器内的气体温度升高,未达到未达到 热平衡状态热平衡状态,D 错误。错误。 4(多选多选)下列关于摄氏温标和热力学温标的说法正确的是下列关于摄氏温标和热力学温标的说法正确的是( ) A用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表
40、示方法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用两种温标表示温度的变化时用两种温标表示温度的变化时,两者的数值相等两者的数值相等 C1 K 就是就是 1 D当温度变化当温度变化 1 时时,也可说成温度变化也可说成温度变化 274.15 K AB中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标,A 正确正确;两者两者 关系式:关系式:Tt273.15 K,所以用两者表示温度的变化时所以用两者表示温度的变化时,两者的数值相等两者的数值相等,B 正确;正确; 当温度变化当温度变化 1 时时,也可说成温度变化也可说成温度变化 1 K
41、,不能说不能说 1 K 就是就是 1 ,只能是只能是 1 开尔文的开尔文的 温差等于温差等于 1 摄氏度的温差摄氏度的温差,C、D 错误。错误。 5 (思维拓展思维拓展)如图甲表示某金属丝的电阻如图甲表示某金属丝的电阻 R 随摄氏温度随摄氏温度 t 变化的情况变化的情况。 把这段金属把这段金属 丝与电池丝与电池、电流表串联起来电流表串联起来(如图乙所示如图乙所示),用这段金属丝作测温探头用这段金属丝作测温探头,把电流表的电流把电流表的电流 刻度改为相应的温度刻度刻度改为相应的温度刻度,于是就得到一个最简单的电阻温度计于是就得到一个最简单的电阻温度计,假设假设电池的电动势和电池的电动势和 内阻都是不变的内阻都是不变的。 甲甲乙乙 探究:探究:(1)电流大的对应的温度高还是温度低?电流大的对应的温度高还是温度低? (2)t1与与 t2哪个点对应的电流更大些?哪个点对应的电流更大些? 提示提示:(1)由闭合电路欧姆定律由闭合电路欧姆定律 I E Rr知 知,若若 R 较小较小,则对应则对应 I 较大较大,故电流大对故电流大对 应的温度低。应的温度低。 (2)t1对应的电阻小对应的电阻小,则电流大则电流大,故故 t1点电流更大些。点电流更大些。