第二章 气体、固体和液体
1 温度和温标
[教材链接] (1)大量分子 (2)相互作用 (3)体积 压强 (4)系统各部分的状态参量稳定
例1 BD [解析] 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,系统的状态就会发生变化,不一定各个状态参量都发生变化,选项A错误;系统处于平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化,选项C错误;当系统不受外界影响时,系统总要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定,选项B正确;两个物体间发生传热时,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,选项D正确.
[科学探究] 相同 热平衡
[教材链接] (1)传热 状态参量 (2)热平衡 (3)热学性质
例2 D [解析] 平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,故A错误;一个系统的温度、压强、体积都不变化,系统才处于平衡态,仅仅根据温度不变不能得出系统一定处于平衡态的结论,故B错误;如果两个系统处于热平衡,则它们的温度一定相同,但是内能不一定相同,故C错误,D正确.
变式1 BC [解析] 温度是针对一个系统大量分子而言的,A错误;物体的状态发生变化其温度不一定变化,如零度的水变成零度的冰,故B正确;由热平衡定律可知,若物体与A处于热平衡,它同时也与B处于热平衡,则A的温度便等于B的温度,这就是温度计用来测量温度的基本原理,C正确;温度是分子平均动能的标志,这是统计规律,对于单个分子是不成立的,即当温度升高时并不是每个分子的动能都增大,故D错误.
[科学探究] 越低
[物理观念] 热膨胀 电阻率 压强 温差 弯曲程度
[教材链接] (1)0 ℃ 100 ℃ (2)①开 K ②T=t+273.15 K
例3 D [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错误.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1 ℃与热力学温度的每1 K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,故选项C错误.
变式2 ABC [解析] 热力学温度的零点是-273.15 ℃,A正确;由热力学温度与摄氏温度的关系T=273.15 K+t可知,-136 ℃相当于137.15 K,0 ℃相当于273.15 K,1 ℃相当于274.15 K,B、C正确,D错误.
随堂巩固
1.B [解析] 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,系统的状态就会发生变化,不一定各个状态参量都发生变化,A错误;当系统不受外界影响时,系统总要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定,B正确;系统处于平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化,状态参量无论是否变化都一直存在,C错误;处于平衡态的热力学系统,分子仍在不停地做无规则热运动,D错误.
2.BC [解析] 由于两个系统原来处于热平衡,故温度相同,升高相同的温度后,两个系统的温度仍相同,仍处于热平衡,选项A错误,选项B正确;由于温度发生了变化,故两个系统的状态都发生了变化,选项C正确,选项D错误.
3.B [解析] 最高温度和最低温度分别为T1=273.15+t1=(273.15+36) K=309.15 K、T2=273.15+t2=(273.15+27) K=300.15 K,最大温差为ΔT=T1-T2=309.15 K-300.15 K=9 K,故选B.第二章 气体、固体和液体
1 温度和温标
学习任务一 状态参量与平衡态
[教材链接] 阅读教材“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:为确定系统的状态所需要的一些量,如: 、 、温度等.
(4)平衡态:无外界影响, 的状态.
说明:平衡态是状态量,不是过程量,处于平衡态的系统,状态参量在较长时间内不发生变化.
例1 (多选)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,故当系统的状态变化时,其各个状态参量都会改变
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达到稳定
C.只有处于平衡态的系统才有状态参量
D.两个物体间发生传热时,它们组成的系统处于非平衡态
[反思感悟]
【要点总结】
对平衡态的理解
(1)在没有外界影响的情况下,系统内的各部分的状态参量达到稳定,即达到平衡态.
(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.
(3)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,表现为系统的宏观参量体积、压强、温度不随时间变化.
学习任务二 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.
[教材链接] 阅读教材“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.
一切达到热平衡的系统具有相同的温度.
例2 [2024·浙江金华二中月考] 关于平衡态和热平衡,下列说法正确的是 ( )
A.热平衡就是平衡态
B.只要系统的温度不变化,系统就处于平衡态
C.处于热平衡的两个系统内能一定相同
D.处于热平衡的两个系统温度一定相同
[反思感悟]
变式1 (多选)[2024·湖南长郡中学月考] 关于温度,下列说法中正确的是 ( )
A.一个分子的运动速度越大,它的温度就越高
B.物体的状态发生变化时,它的温度可以保持不变
C.热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
D.温度是分子热运动剧烈程度的反映,当温度升高时物体内部每个分子的动能都增加
[反思感悟]
【要点总结】
1.平衡态与热平衡的比较
平衡态 热平衡
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.温度的含义
宏观角度 表示物体的冷热程度
微观角度 反映分子热运动的剧烈程度,温度是分子平均动能的标志
热平衡 角度 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,一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
3.温度计测温原理: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,达到热平衡,其温度与待测物体的温度相同.
学习任务三 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
[教材链接] 阅读教材“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 .
例3 关于温度与温标,下列说法正确的是 ( )
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.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1 K的大小与摄氏温度每1 ℃的大小相等
变式2 (多选)[2024·安徽合肥一中月考] 下列关于热力学温度的说法正确的是 ( )
A.热力学温度的零点是-273.15 ℃
B.-136 ℃比136 K温度高
C.0 ℃相当于273.15 K
D.1 ℃就是1 K
[反思感悟]
【要点总结】
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ΔT=Δt,而不是ΔT=Δt+273.15 K.
3.0 K是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到,故热力学温度不能出现负值,但摄氏温度可以出现负值.
4.确定一个温标的方法:(1)选择某种具有测温属性的物质;(2)了解测温物质的某个状态参量随温度变化的函数关系;(3)确定温度的零点和分度.
1.(状态参量与平衡态)[2024·河北石家庄二中月考] 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,故当系统的状态变化时,其各个状态参量都会改变
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达到稳定
C.只有处于平衡态的系统才有状态参量
D.处于平衡态的热力学系统,分子的热运动停止
2.(热平衡与平衡态)(多选)两个原来处于热平衡的系统分开后,由于受外界的影响,其中一个系统的温度升高了5 K,另一个系统的温度升高了5 ℃,则下列说法正确的是 ( )
A.两个系统不再处于热平衡了
B.两个系统此时仍处于热平衡
C.两个系统的状态都发生了变化
D.两个系统的状态都没有发生变化
3.(温度和温标)[2024·浙江金华一中月考] 金华6月某天的最高温度为36 ℃,最低温度为27 ℃,用热力学温标来表示金华这一天的最高温度和最大温差分别为( )
A.36 K;9 K B.309.15 K;9 K
C.36 K;300.15 K D.309.15 K;282.15 K第二章 气体、固体和液体
1 温度和温标
1.BD [解析] 热力学系统的平衡是大量分子的平均效果,是动态平衡,分子仍做无规则运动.故选B、D.
2.ABC [解析] 热学中,为了描述系统所处的状态,所用到的物理量称为状态参量.确定系统空间范围用到的体积,是一个几何参量;确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用用到的压强,是一个力学参量;确定系统的冷热程度用到的温度,是一个热学参量.故A、B、C正确,D错误.
3.C [解析] 国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量、发光强度(I)七个量为基本量.故选C.
4.CD [解析] 温度是热平衡的标志,两个处于热平衡的系统的温度必须相同,A错误;温度相同的棉花和石头相接触,不会发生传热,B错误;若a与b、c分别达到热平衡,说明a与b、c温度相同,故b、c之间也达到了热平衡,C正确;两个物体温度相同,两个物体达到热平衡,D正确.
5.A [解析] 两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度,故A正确;相互间达到热平衡的两物体一定具有相同的温度,但内能不一定相等,故B错误;从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的作用力先增大再减小,故C错误;人们对物体冷热程度的感觉具有相对性,故D错误.
6.CD [解析] 由T=t+273.15 K,可知ΔT=Δt,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T=t+273.15 K,当T=0 K时,t=-273.15 ℃,故B正确;温度升高3 ℃也就是温度升高了3 K,故C错误;摄氏温标由热力学温标导出,故D错误.
7.C [解析] 摄氏温标用t表示,热力学温标用T表示,则热力学温标和摄氏温标的函数关系为T=t+273.15 K,由函数关系式可知,T-t图像的斜率为正值,且当T=0时,t为负值,故A、B、D错误,C正确.
8.CD [解析] 细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中被封闭的空气,该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的,故A、B错误,C、D正确.
9.B [解析] 铁丝受到外界因素影响,不是处于平衡态,只是一种稳定状态,A错误;两物体温度不同,接触后高温物体会向低温物体传热,处于非平衡态,B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,不是处于平衡态,C错误;压缩密闭容器中的空气,空气的体积、压强在变化,不是处于平衡态,D错误.
10.AD [解析] 乙和丙分开后,甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递,它们各自的宏观性质将不随时间而变化且具有确定的状态参量,所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态,故A正确,B错误;甲和乙接触一段时间分开,甲、乙的温度相同,则甲、乙两物体达到了热平衡,再将乙和丙接触一段时间分开,乙、丙的温度相同,则乙、丙两物体达到了热平衡,故D正确;若甲、乙接触后的温度与丙的温度不同,则乙、丙接触后,两物体的温度均发生变化,最终乙、丙两物体和甲温度不同,即乙、丙两物体和甲没有达到热平衡,故C错误.
11.C [解析] 此温度计每一刻度表示的实际温度为 ℃= ℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21,对应的实际温度应为21× ℃=35 ℃,同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20 ℃对应刻度开始上升格数为=36,它的示数为36 ℃+20 ℃=56 ℃,所以C正确.
12.ABC [解析] 双金属温度计热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的,是利用不同金属片的弯曲程度随温度变化不同的原理来工作的,A、B正确;根据甲图,加热时,双金属片弯曲程度增大,即进一步向上弯曲,说明双金属片下层热膨胀系数较大,即铜的热膨胀系数较大,C正确;根据乙图,温度计示数是顺时针方向增大,说明当温度升高时,温度计指针按顺时针方向转动,则其双金属片的弯曲程度在增大,可以推知双金属片的内层是铁,外层是铜,D错误.
13.BD [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后,再读出温度计的示数,但因隔着冰无法直接读数,若直接温度计取出来,显示的也不再是原热平衡状态下的温度,故A错误,B正确;根据T=t+273.15 K=(4+273.15) K=277.15 K,故C错误,D正确.
14.AD [解析] 由甲图可知,t1对应的电阻阻值较小,由闭合电路欧姆定律知,对应电路中的电流较大,故A正确;同理,t2应该标在电流值比较小的刻度上,故B错误;由图甲得R=Rt1+k(t-t1),根据闭合电路的欧姆定律得I=,联立解得t=-+t1,可知t与I不是线性关系,所以电阻温度计的刻度是不均匀的,故C错误,D正确.第二章 气体、固体和液体
1 温度和温标建议用时:40分钟
◆ 知识点一 状态参量与平衡态
1.(多选)关于热力学系统的平衡态,下列说法正确的是 ( )
A.是一种定态平衡
B.是一种动态平衡
C.分子已经不动
D.分子仍做无规则运动
2.(多选)关于状态参量,下列说法正确的是( )
A.体积是几何参量
B.压强是力学参量
C.温度是热学参量
D.压强是热学参量
◆ 知识点二 热平衡与温度
3.[2024·河南新乡一中月考] 下列物理量中,是国际单位制中的基本物理量的有 ( )
A.压强
B.体积
C.热力学温度
D.内能
4.(多选)[2024·山东牟平一中月考] 下列说法正确的是( )
A.两个系统处于热平衡时,温度可以有微小的差别
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,可以说两物体达到热平衡
5.[2024·天津一中月考] 以下说法正确的是 ( )
A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度
B.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等
C.从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的作用力将减小
D.人如果感觉到某个物体很冷,就说明这个物体的温度很低
◆ 知识点三 温度计与温标
6.(多选)下列关于热力学温标与摄氏温标的说法不正确的是 ( )
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 K对应于-273.15 ℃
C.温度升高3 ℃,在热力学温标中温度升高276.15 K
D.热力学温标是由摄氏温标导出的
7.[2024·河北正定中学月考] 把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图(如图),正确的是 ( )
A B C D
8.(多选)伽利略在1593年,制造了世界上第一个温度计——空气温度计,如图所示,一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出温度的变化,则( )
A.该温度计的测温物质是槽中的液体
B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体
C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气
D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的
9.[2024·重庆一中月考] 下列关于系统是否处于平衡态的说法,正确的是 ( )
A.将一根铁丝的一端插入100 ℃的水中,另一端插入0 ℃的冰水混合物中,铁丝处于平衡态
B.两个温度不同的物体相互接触时,这两个物体组成的系统处于非平衡态
C.0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中,冰水混合物处于平衡态
D.压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态
10.(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,假设只有在它们相互接触时有传热,不接触时与外界没有传热,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、丙两物体一定都和甲达到了热平衡
D.乙、丙两物体达到了热平衡
11.[2024·辽宁大连八中月考] 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 ℃
12.(多选)实际应用中,常用到一种双金属温度计,它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的.如图甲所示,已知甲图中双金属片被加热时,其弯曲程度会增大,则下列各种相关叙述中正确的有 ( )
A.该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B.双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C.由甲图可知,铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D.由乙图可知,其双金属片的内层为铜,外层为铁
13.(多选)[2024·山东烟台二中月考] 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,读出温度计的示数
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
14.(多选)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况.把这段金属丝与电池、电流表串联起来(如图乙所示),用这段金属丝作测温探头,把电流表的电流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.如果电池的电动势和内阻都是不变的,则下列说法正确的是 ( )
A.t1应该标在电流值比较大的刻度上
B.t2应该标在电流值比较大的刻度上
C.电阻温度计的温度刻度是均匀的
D.电阻温度计的温度刻度是不均匀的(共65张PPT)
1 温度和温标
学习任务一 状态参量与平衡态
学习任务二 热平衡与温度
学习任务三 温度计与温标
备用习题
◆
练习册
随堂巩固
学习任务一 状态参量与平衡态
［教材链接］ 阅读教材“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：为确定系统的状态所需要的一些量，如：______、______、温度等.
大量分子
相互作用
体积
压强
(4) 平衡态：无外界影响，__________________________的状态.
说明：平衡态是状态量，不是过程量，处于平衡态的系统，状态参量在较长时间内不发生变化.
系统各部分的状态参量稳定
例1 (多选)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，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变
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达到稳定
C.只有处于平衡态的系统才有状态参量
D.两个物体间发生传热时，它们组成的系统处于非平衡态
√
√
[解析] 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，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，选项A错误；
系统处于平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，选项C错误；
当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，选项B正确；
两个物体间发生传热时，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，选项D正确.
【要点总结】
对平衡态的理解
(1)在没有外界影响的情况下，系统内的各部分的状态参量达到稳定，即达到平衡态.
(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.
(3)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，表现为系统的宏观参量体积、压强、温度不随时间变化.
学习任务二 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.
相同
热平衡
［教材链接］ 阅读教材“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.
传热
状态参量
(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.
热平衡
(3) 温度:表征处于热平衡的系统的共同__________的物理量.
一切达到热平衡的系统具有相同的温度.
热学性质
例2 [2024·浙江金华二中月考] 关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是( )
A.热平衡就是平衡态
B.只要系统的温度不变化，系统就处于平衡态
C.处于热平衡的两个系统内能一定相同
D.处于热平衡的两个系统温度一定相同
√
[解析] 平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，故A错误；
一个系统的温度、压强、体积都不变化，系统才处于平衡态，仅仅根据温度不变不能得出系统一定处于平衡态的结论，故B错误；
如果两个系统处于热平衡，则它们的温度一定相同，但是内能不一定相同，故C错误，D正确.
变式1 (多选)[2024·湖南长郡中学月考] 关于温度，下列说法中正确的是( )
A.一个分子的运动速度越大，它的温度就越高
B.物体的状态发生变化时，它的温度可以保持不变
C.热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
D.温度是分子热运动剧烈程度的反映，当温度升高时物体内部每个分子的动能都增加
√
√
[解析] 温度是针对一个系统大量分子而言的，A错误；
物体的状态发生变化其温度不一定变化，如零度的水变成零度的冰，故B正确；
由热平衡定律可知，若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度便等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理，C正确；
温度是分子平均动能的标志，这是统计规律，对于单个分子是不成立的，即当温度升高时并不是每个分子的动能都增大，故D错误.
【要点总结】
1.平衡态与热平衡的比较
平衡态 热平衡
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.温度的含义
宏观角度 表示物体的冷热程度
微观角度 反映分子热运动的剧烈程度，温度是分子平均动能的标志
热平衡角度 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，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
3.温度计测温原理：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，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同.
学习任务三 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”).
越低
［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
热膨胀
电阻率
压强
温差
弯曲程度
［教材链接］ 阅读教材“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_______，并据此把玻璃管上刻度和刻度之间均匀分成100等份，每份算作.
(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，用符号表示，单位是开尔文，简称____，符号为
___.
开
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表示，它与热力学温度的关系是
_________________.
例3 关于温度与温标，下列说法正确的是( )
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.摄氏温度升高，在热力学温标中温度升高
D.热力学温度每的大小与摄氏温度每的大小相等
√
[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错误.
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.
摄氏温度的每与热力学温度的每的大小相等，选项D正确.
摄氏温度升高，也就是热力学温度升高了，故选项C错误.
变式2 (多选)[2024·安徽合肥一中月考] 下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A.热力学温度的零点是
B.比温度高
C.相当于
D.就是
[解析] 热力学温度的零点是，A正确；
由热力学温度与摄氏温度的关系可知，相当于，相当于，相当于，B、C正确，D错误.
√
√
√
【要点总结】
1.是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础.
2.摄氏温度变化与热力学温度变化是等效的，即，而不是.
3.是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出现负值.
4.确定一个温标的方法：(1)选择某种具有测温属性的物质；(2)了解测温物质的某个状态参量随温度变化的函数关系；(3)确定温度的零点和分度.
1. (多选)关于温度和热平衡,下列说法中正确的是( )
A.处于热平衡状态的系统,温度一定相同
B.摄氏温度变化1 ℃,热力学温度变化1 K
C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D.温度是分子势能的宏观标志
√
√
[解析]处于热平衡状态的系统,温度一定相同,故A正确;
根据热力学温度T与摄氏温度t的关系T=273+t可知摄氏温度变化1 ℃,热力学温度变化1 K,故B正确;
热力学温度的零度又称绝对零度,不可能达到,所以热力学温度不可能取负值,故C错误;
温度是分子平均动能的宏观标志,故D错误.
2.当物体中存在温度差时,热量会从温度高的地方向温度低的地方传递.对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为ΔT时,Δt时间内从高温端向低温端传递的热量ΔQ满足关系式 ΔQ=Δt,其中k为棒的导热系数.如图所示,长度分别为L1、L2,而导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的金属棒在D处紧密对接,两金属棒的另一端分别与温度为T1=400 K、T2=300 K的恒定热源良好接触.若L1∶L2=1∶2,k1∶k2=3∶2,则在稳定状态下,D处的温度为( )
A.375 K B.360 K
C.350 K D.325 K
√
[解析]设在稳定状态下,D处的温度为T,则对于长度为L1的金属棒,有ΔQ'=Δt,对于长度为L2的金属棒,有ΔQ=Δt,处于稳定状态时有ΔQ=ΔQ',将L1∶L2=1∶2和k1∶k2=3∶2代入关系式中,解得T=375 K,故A正确.
3.家用温度计经常标有摄氏温度和华氏温度,摄氏温度是把冰点的温度定为 ℃,水沸点的温度定为100 ℃,两温度之间分为100等份,每一份为
1 ℃;而华氏温度把冰点的温度定为32华氏度,把水的沸点的温度定为212华氏度,中间分为180等份,每一等份为1华氏度.某天某城市中午温度比早上温度升高了1 ℃,那么相当于升高 华氏度,人的正常体温若取36.8 ℃,
为 华氏度.
0
1.8
98.24
[解析]由于1 ℃= 华氏度=1.8华氏度,故华氏温度与摄氏温度之间的关系为F=1.8t+32,若人的正常体温若取36.8 ℃,华氏度为F=(1.8×36.8+32)华氏度=98.24华氏度.
4.在野外施工中,需要使质量 m=4.20 kg的铝合金构件升温.除了保温瓶中尚存有温度 t=90.0 ℃的1.200 kg的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度 t0=10 ℃升温到 64.0 ℃以上(含64.0 ℃),并通过计算验证你的方案.已知铝合金的比热容 C=0.880×103 J (kg ℃)-1,水的比热容C0 =4.20×103 J (kg ℃)-1,不计向周围环境散失的热量.
[解析] (1)操作方案:
将保温瓶中t=90 ℃的热水分若干次倒出,第一次与构件充分接触,达热平衡t1 ℃后倒掉;再从保温瓶中倒出一部分热水,第二次与构件充分接触,达热平衡t2 ℃后倒掉……依次进行.
(2)验算:设将水分成n等份有(90-t1)C0=4.2·C(t1-10)
则t1=
同理:(90-t2)C0=4.2·C(t2-t1),则t2=
同理:(90-t3)C0=4.2·C(t3-t2),则t3=
当n=1时 t1=56.19 ℃
n=2时 t1=42.46 ℃、 t2=61.75 ℃
n=3时 t1=35.03 ℃、 t2=52.23 ℃、t3=64.05 ℃
故只要操作三次即可使构件从温度 t0=10 ℃升温到 64.0 ℃以上.
1.(状态参量与平衡态)[2024·河北石家庄二中月考] 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，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变
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达到稳定
C.只有处于平衡态的系统才有状态参量
D.处于平衡态的热力学系统，分子的热运动停止
√
[解析] 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，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，A错误；
当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，B正确；
系统处于平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，状态参量无论是否变化都一直存在，C错误；
处于平衡态的热力学系统，分子仍在不停地做无规则热运动，D错误.
2.(热平衡与平衡态)(多选)两个原来处于热平衡的系统分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了，另一个系统的温度升高了，则下列说法正确的是( )
A.两个系统不再处于热平衡了
B.两个系统此时仍处于热平衡
C.两个系统的状态都发生了变化
D.两个系统的状态都没有发生变化
√
√
[解析] 由于两个系统原来处于热平衡，故温度相同，升高相同的温度后，两个系统的温度仍相同，仍处于热平衡，选项A错误，选项B正确；
由于温度发生了变化，故两个系统的状态都发生了变化，选项C正确，选项D错误.
3.(温度和温标)[2024·浙江金华一中月考] 金华6月某天的最高温度为，最低温度为，用热力学温标来表示金华这一天的最高温度和最大温差分别为( )
A.； B.；
C.； D.；
[解析] 最高温度和最低温度分别为、，最大温差为，故选B.
√
练 习 册
知识点一 状态参量与平衡态
1.(多选)关于热力学系统的平衡态，下列说法正确的是( )
A.是一种定态平衡 B.是一种动态平衡
C.分子已经不动 D.分子仍做无规则运动
[解析] 热力学系统的平衡是大量分子的平均效果，是动态平衡，分子仍做无规则运动.故选B、D.
√
√
2.(多选)关于状态参量，下列说法正确的是( )
A.体积是几何参量 B.压强是力学参量
C.温度是热学参量 D.压强是热学参量
[解析] 热学中，为了描述系统所处的状态，所用到的物理量称为状态参量.确定系统空间范围用到的体积，是一个几何参量；确定外界与系统之间或系统内部各部分之间的力的作用用到的压强，是一个力学参量；确定系统的冷热程度用到的温度，是一个热学参量.故A、B、C正确，D错误.
√
√
√
知识点二 热平衡与温度
3.[2024·河南新乡一中月考] 下列物理量中，是国际单位制中的基本物理量的有( )
A.压强 B.体积 C.热力学温度 D.内能
[解析] 国际单位制中选定长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度七个量为基本量.故选C.
√
4.(多选)[2024·山东牟平一中月考] 下列说法正确的是( )
A.两个系统处于热平衡时,温度可以有微小的差别
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.若与、分别达到热平衡，则、之间也达到了热平衡
D.两物体温度相同，可以说两物体达到热平衡
√
√
[解析] 温度是热平衡的标志,两个处于热平衡的系统的温度必须相同,A错误；
温度相同的棉花和石头相接触，不会发生传热，B错误；
若与、分别达到热平衡，说明与、温度相同，故、之间也达到了热平衡，C正确；
两个物体温度相同，两个物体达到热平衡，D正确.
5.[2024·天津一中月考] 以下说法正确的是( )
A.两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度
B.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等
C.从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的作用力将减小
D.人如果感觉到某个物体很冷，就说明这个物体的温度很低
[解析] 两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，故A正确；
相互间达到热平衡的两物体一定具有相同的温度，但内能不一定相等，故
B错误；
从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的作用力先增大再减小，故C错误；
人们对物体冷热程度的感觉具有相对性，故D错误.
√
知识点三 温度计与温标
6.(多选)下列关于热力学温标与摄氏温标的说法不正确的是( )
A.热力学温标与摄氏温标的每一分度的大小是相同的
B.热力学温标的对应于
C.温度升高，在热力学温标中温度升高
D.热力学温标是由摄氏温标导出的
√
√
[解析] 由，可知，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，当时，，故B正确；
温度升高也就是温度升高了，故C错误；
摄氏温标由热力学温标导出，故D错误.
7.[2024·河北正定中学月考] 把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图(如图)，正确的是( )
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 摄氏温标用表示，热力学温标用表示，则热力学温标和摄氏温标的函数关系为，由函数关系式可知，图像的斜率为正值，且当时，为负值，故A、B、D错误，C正确.
√
8.(多选)伽利略在1593年，制造了世界上第一个温度计——空气温度计，如图所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则( )
A.该温度计的测温物质是槽中的液体
B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体
C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气
D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的
√
√
[解析] 细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物质是球形瓶中被封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错误，C、D正确.
9.[2024·重庆一中月考] 下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是( )
A.将一根铁丝的一端插入的水中，另一端插入的冰水混合物中，铁丝处于平衡态
B.两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态
C.的冰水混合物放入的环境中，冰水混合物处于平衡态
D.压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态
√
[解析] 铁丝受到外界因素影响，不是处于平衡态，只是一种稳定状态，A错误；
两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，处于非平衡态，B正确；
的冰水混合物放入的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是处于平衡态，C错误；
压缩密闭容器中的空气，空气的体积、压强在变化，不是处于平衡态，D错误.
10.(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，假设只有在它们相互接触时有传热，不接触时与外界没有传热，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、丙两物体一定都和甲达到了热平衡
D.乙、丙两物体达到了热平衡
√
√
[解析] 乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，它们各自的宏观性质将不随时间而变化且具有确定的状态参量，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，故A正确，B错误；
甲和乙接触一段时间分开，甲、乙的温度相同，则甲、乙两物体达到了热平衡，再将乙和丙接触一段时间分开，乙、丙的温度相同，则乙、丙两物体达到了热平衡，故D正确；
若甲、乙接触后的温度与丙的温度不同，则乙、丙接触后，两物体的温度均发生变化，最终乙、丙两物体和甲温度不同，即乙、丙两物体和甲没有达到热平衡，故C错误.
11.[2024·辽宁大连八中月考] 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；在测标准大气压下沸水的温度时，其读数为.下面分别是温度计示数为时对应的实际温度和实际温度为时温度计的示数，其中正确的是( )
A.， B.，
C.， D.，
√
[解析] 此温度计每一刻度表示的实际温度为，当它的示数为时，它上升的格数为，对应的实际温度应为,同理，当实际温度为时，此温度计应从对应刻度开始上升格数为，它的示数为，所以C正确.
12.(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的.如图甲所示，已知甲图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有( )
A.该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B.双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C.由甲图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D.由乙图可知，其双金属片的内层为铜，外层为铁
√
√
√
[解析] 双金属温度计热膨胀系数不同的铜、铁两种金属
制成的，是利用不同金属片的弯曲程度随温度变化不同
的原理来工作的，A、B正确；
根据甲图，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向
上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨
胀系数较大，C正确；
根据乙图，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时，温度计指针按顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，可以推知双金属片的内层是铁，外层是铜，D错误.
13.(多选)[2024·山东烟台二中月考] 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，读出温度计的示数
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 ，即热力学温度
D.若温度计显示的示数为摄氏温度，即热力学温度
√
√
[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后，再读出温度计的示数，但因隔着冰无法直接读数，若直接温度计取出来，显示的也不再是原热平衡状态下的温度，故A错误，B正确；
根据，故C错误，D正确.
14.(多选)图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况.把这段金属丝与电池、电流表串联起来(如图乙所示),用这段金属丝作测温探头,把电流表的电流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.如果电池的电动势和内阻都是不变的，则下列说法正确的是( )
A.应该标在电流值比较大的刻度上
B.应该标在电流值比较大的刻度上
C.电阻温度计的温度刻度是均匀的
D.电阻温度计的温度刻度是不均匀的
√
√
[解析] 由甲图可知，对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知，对应电路中的电流较大，故A正确；
同理，应该标在电流值比较小的刻度上，故B错误；
由图甲得，根据闭合电路的欧姆定律得，联立解得，可知与不是线性关系，所以电阻温度计的刻度是不均匀的，故C错误，D正确.
