2.1温度和温标 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

2.1温度和温标
基础知识导学
预习知识点一:状态参量与平衡态
请看课本第19~20页“状态参量与平衡态”相关内容,完成下列填空:
(1)热力学系统:由　　　　　　组成的系统叫作热力学系统,简称系统.
(2)外界:系统之外与系统发生　　　　　　的其他物体统称为外界.
(3)状态参量:描述系统热学性质的物理量,常用的物理量有几何参量　　　　　、力学参量　　　　　、热学参量　　　　　.
(4)平衡态:系统内各部分的状态参量不再随时间变化,这种情况下就说　　　　达到了平衡态.
预习知识点二:热平衡与温度
[科学探究] 用手心握住体温计玻璃泡,观察到体温计的示数逐渐上升.当体温计与人体温度　　　　时,达到了　　　　,体温计的示数不再上升.
请看课本第20页“热平衡与温度”相关内容,完成下列填空:
(1)热平衡:如果两个系统相互接触而　　　　,它们的　　　　　　将改变.经过一段时间后,状态参量就不再变化了,这说明两个系统达到了平衡.这种平衡叫作热平衡.
(2)热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到　　　　　,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,这个结论称为热平衡定律.
(3)温度:表征处于热平衡的系统的共同　　　　　　的物理量.
预习知识点三:温度计与温标
[科学探究] 如图所示,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 　　　　　(选填“越低”或“越高”).
[物理观念] 常见温度计的原理
名称 原理
水银温度计 　根据水银的　　　　　的性质来测量温度
金属电阻温度计 　根据金属的　　　　　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　　　　而产生电动势的大小不同来测量温度
双金属温度计 　根据线膨胀程度不同的两金属片的　　　　　　随温度变化来测量温度
看课本第21页“温度计与温标”相关内容,完成下列填空:
(1)摄氏温标
摄氏温标是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　　　　,水的沸点为　　　　,并据此把玻璃管上0 ℃刻度和100 ℃刻度之间均匀分成100等份,每份算作1 ℃.
(2)热力学温标
①定义:热力学温标表示的温度叫作热力学温度,它是国际单位制中七个基本量之一,用符号T表示,单位是开尔文, 简称　　　,符号为　　　.
②摄氏温标与热力学温标的关系:摄氏温标由热力学温标导出,摄氏温标所确定的温度用t表示,它与热力学温度T的关系是　　　　　　　　　.
基础小题试练
1.如图，纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线I和II为一定质量某种理想气体在两种温度下的与分子速率v的关系图像。比较曲线I和II，下列说法正确的是( )
A.曲线I对应的气体温度更高
B.曲线I和II对应的气体内能相等
C.曲线I与横轴所围的面积更大
D.曲线I对应的气体分子平均速率更小
2.实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为80℃，下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数，其中正确的是( )
A.41℃，60℃ B.21℃，40℃ C.35℃，56℃ D.35℃，36℃
3.天气预报某地某日的最高气温是27 ℃，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？
4.已知某物理量X与热力学温度T成正比，请把这个关系式用等式表示出来。现在用摄氏温度t来表示温度，这个关系式又该怎么写？分别画出图像和图像的草图。
5.气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？为什么会发生这样的变化？
请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。
6.在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。根据能量量子化理论，开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？
答案以及解析
1.答案：D
解析：ABD.气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最大峰值向速度较大的方向移动；故曲线I对应的气体温度更低；对应气体内能小，分子的平均速率也较小，故AB错误，D正确；
C.在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，故C错误；
故选D。
2.答案：C
解析：此温度计每一刻度表示的是实际温度为，当它的示数为41℃时，它上升的格数为格，对应的实际温度应为；同理，当实际温度为60℃时，此温度计应从20开始上升的格数为格，它的示数应为56℃，故ABD错误，C正确。故选：C。
3.答案：见解析
解析：因为，所以对应于，
对应于。
4.答案：见解析
解析：某物理量X与热力学温度T成正比，可写成。
用摄氏温度t来表示，则可写成。
图像如图所示。
5.答案：见解析
解析：绝热膨胀时，体积变大，气体对外界做功，，，内能减少，温度降低；
绝热压缩时，体积变小，外界对气体做功，，，内能增加，温度升高。
绝热膨胀的实例：课本中观察橡胶塞跳出时瓶内的变化。
绝热压缩的实例：引火仪。
6.答案：见解析
解析：开水向外辐射的每一份能量子能量很小（微观量），而水降低1 ℃释放的能量很大（宏观量），由于温度计的精度不够，所以观察到的温度计的温度不是一段一段地降低的。