《学霸笔记 同步精讲》第2章 固体 液体和气体 3.温度和温标（课件）高中物理教科版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》第2章 固体 液体和气体 3.温度和温标（课件）高中物理教科版选择性必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-10 00:00:00 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
3.温度和温标
第二章
2026
课 标 定 位
1.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系。
2.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。
素 养 阐 释
物理观念:状态参量、热平衡、热平衡定律、温度、温标、摄氏温标、热力学温度。
科学思维:通过与温度有关的物理现象重新认识温度;通过生活中的物理现象来认识平衡态与非平衡态。
科学态度与责任:通过对温度计原理的学习来认识生活中形形色色的温度计。
内容索引
01
02
03
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
04
随 堂 练 习
自主预习·新知导学
一、热平衡定律和温度
1.温度:是处于热平衡系统的微观粒子热运动强弱的量度,是系统自身分子热运动性质的宏观表现。
2.热力学系统:由大量分子组成,并与周围环境发生相互作用的宏观客体,称为热力学系统,简称系统,系统的周围环境简称外界。
3.热平衡:两个热接触的系统的状态不再变化时,这两个系统对热传递来说已经达到平衡,叫作热平衡。此时两个系统的温度相同。
4.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡,则这两个系统彼此也必定处于热平衡,这个规律称为热平衡定律。
5.一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃的恒温源中,经过足够长的时间,铁丝上各处的温度不再随时间变化,这种状态是否为平衡态
提示:这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响。
二、温标
1.定义:温度数值的标定方法。
2.分类。
(1)摄氏温标:一种常用的表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃,水的沸点为100 ℃,在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份,每份算作1 ℃。
(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫绝对温标。热力学温标表示的温度叫热力学温度。用符号T表示,单位是开尔文,符号为K。
3.摄氏温度与热力学温度的关系为t/℃=T/K-273.15。
【思考讨论】
判断下列说法的正误。
(1)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。
(2)两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量。( )
(3)温度计测温原理就是热平衡定律。( )
(4)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K。( )
(5)热力学温标的零度是-273.15 ℃,也叫绝对零度。( )
√
×
×
√
√
( )
合作探究·释疑解惑
知识点一
热平衡定律
【问题引领】
刀剑淬火是制作刀剑的重要过程,刀剑刚入水淬火的瞬间,刀剑和水是否达到热平衡 经过一段时间后,是否达到热平衡 达到热平衡的标志是什么
提示:淬火瞬间由于刀剑的温度与水的温度不相同,没有达到热平衡;当经过一段时间后,它们的温度相等,达到了热平衡,达到热平衡的标志是温度相等。
【归纳提升】
1.平衡态的理解
(1)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,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的状态。
(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。系统处于平衡态时,由于外界影响,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
2.热平衡的理解
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,再把它们重新接触,它们的状态不会发生新的变化。因此,热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统。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,我们就说这两个系统原来是处于热平衡。
3.热平衡定律的意义
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。因为互为热平衡的物体具有相同的温度,所以比较各物体温度时,不需要将各个物体直接接触,只需将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。
4.平衡态与热平衡概念的区别
(1)平衡态不是热平衡,平衡态是对某一系统而言的,热平衡是对两个接触的系统而言的。
(2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态可能会发生变化,直到温度相同时,两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。
温度是衡量两个系统是否处于热平衡的唯一标准。
【典型例题】
【例题1】 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、体积都必须达到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、压强稳定,但体积仍可变化
答案:A
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,选项A正确,B、D错误。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,选项C错误。
处理平衡态问题的注意事项
(1)平衡态指的是一个系统内部达到的一种平衡。
(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有状态参量都不随时间变化为止。
(3)系统与外界没有能量的交换。
【变式训练1】 (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
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
答案:BC
解析:由于两个系统原来处于热平衡,温度相同,当分别升高5 ℃和5 K后,温度仍相同,两个系统仍处于热平衡,故A错误,B正确;由于温度发生了变化,系统的状态也发生了变化,故C正确,D错误。
【问题引领】
知识点二
温度和温标
四季变换,阴晴冷暖,我们每天都会关注天气预报,适当增减衣物。某市某天的天气预报如下:今日天气多云,温度19~29 ℃。
天气预报中所说的温度用热力学温度表示是多少呢
提示:292.15~302.15 K
【归纳提升】
1.“温度”含义的两种说法
宏观 角度 温度表示物体的冷热程度,这样的定义带有主观性,因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的,往往是不准确的
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,两个系统处于热平衡时,存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是温度,这样的定义更具有科学性
2.温度计测量原理
一切处于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,其温度与待测物体的温度相同。
3.温标
(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标。
(2)温标要素:第一,选择某种具有测温属性的测温物质;第二,了解测温物质随温度变化的函数关系;第三,确定温度零点和分度的方法。
(3)温度的两种数值表示法:摄氏温标和热力学温标。
项目 摄氏温标 热力学温标
零度的规定 标准大气压下冰水混合物的温度 -273.15 ℃
温度名称 摄氏温度 热力学温度
温度符号 t T
单位名称 摄氏度 开尔文
单位符号 ℃ K
关系 (1)t/℃=T/K-273.15 (2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等 【典型例题】
【例题2】 (多选)下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A.-136 ℃比136 K温度高
B.0 ℃等于273.15 K
C.1 ℃就是1 K
D.升高1 ℃就是升高274.15 K
答案:AB
解析:热力学温度和摄氏温度是表示温度的不同方法,它们最大的区别就是规定的零点不同,但每一单位的大小是一样的。根据t/℃=T/K-273.15可知-136 ℃=137.15 K,0 ℃等于273.15 K,A、B正确,C错误;由ΔT=Δt判断D错误。
(1)热力学温度与摄氏温度的关系是t/℃=T/K-273.15,因此对于同一温度来说,用不同的温标表示,数值不同,这是因为零值选取不同。
(2)在热力学温标与摄氏温标中,热力学温度升高(或降低)1 K,则摄氏温度也升高(或降低)1 ℃。
(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。
【变式训练2】 (多选)下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A.热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的
B.热力学温度的零度等于-273.15 ℃
C.热力学温度的零度是不可能达到的
D.气体温度趋近于绝对零度时,其体积趋近于零
答案:ABC
解析:每升高(或降低)1 K等价于升高(或降低)1 ℃,故A正确;热力学温度的0 K是摄氏温度的-273.15 ℃,因此B正确;热力学温度的零度只能无限接近,却不可能达到,且趋近于绝对零度时,气体液化或凝华,但有体积,故C正确,D错误。
课 堂 小 结
随 堂 练 习
1.(温度和温标)关于热力学温标和摄氏温标( )
A.某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度10 K
B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C.热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 ℃
D.热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等
答案:D
解析:摄氏温标与热力学温标的关系为t/℃=T/K-273.15,某物体摄氏温度为10 ℃,即热力学温度为283.15 K,故A错误。热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃,故B、C错误。热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等,故D正确。
2.(热平衡)温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,下列物理量一定相同的是( )
A.内能
B.分子平均动能
C.分子势能
D.分子平均速率
答案:B
解析:这两块金属质量不一定相同,分子势能和内能不一定相同,故A、C错误;温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,温度相同,分子的平均动能相同,但这两块金属的分子质量不确定,所以分子平均速率也不确定,故B正确,D错误。
3.(温度和温标)小明自定义一种新温标,他将标准大气压下冰的熔点与水的沸点之间的温度等分为200格,且将冰的熔点的温度定为50 p,今小明测量一杯水的温度为150 p,则该温度用摄氏温度表示为( )
A.30 ℃ B.40 ℃ C.50 ℃ D.60 ℃
答案:C
4.(温度计)实验室有一支读数不准确的温度计,在测标准大气压下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 ℃。下列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 ℃
答案:C
3.温度和温标
第二章
2026
课 标 定 位
1.明确温度的概念,知道热平衡定律及其与温度的关系。
2.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。
素 养 阐 释
物理观念:状态参量、热平衡、热平衡定律、温度、温标、摄氏温标、热力学温度。
科学思维:通过与温度有关的物理现象重新认识温度;通过生活中的物理现象来认识平衡态与非平衡态。
科学态度与责任:通过对温度计原理的学习来认识生活中形形色色的温度计。
内容索引
01
02
03
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
04
随 堂 练 习
自主预习·新知导学
一、热平衡定律和温度
1.温度:是处于热平衡系统的微观粒子热运动强弱的量度,是系统自身分子热运动性质的宏观表现。
2.热力学系统:由大量分子组成,并与周围环境发生相互作用的宏观客体,称为热力学系统,简称系统,系统的周围环境简称外界。
3.热平衡:两个热接触的系统的状态不再变化时,这两个系统对热传递来说已经达到平衡,叫作热平衡。此时两个系统的温度相同。
4.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡,则这两个系统彼此也必定处于热平衡,这个规律称为热平衡定律。
5.一根长铁丝,一端插入100 ℃的沸水中,另一端放入0 ℃的恒温源中,经过足够长的时间,铁丝上各处的温度不再随时间变化,这种状态是否为平衡态
提示:这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外在因素的影响。
二、温标
1.定义:温度数值的标定方法。
2.分类。
(1)摄氏温标:一种常用的表示温度的方法,规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃,水的沸点为100 ℃,在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份,每份算作1 ℃。
(2)热力学温标:现代科学中常用的表示温度的方法,热力学温标也叫绝对温标。热力学温标表示的温度叫热力学温度。用符号T表示,单位是开尔文,符号为K。
3.摄氏温度与热力学温度的关系为t/℃=T/K-273.15。
【思考讨论】
判断下列说法的正误。
(1)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。
(2)两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量。( )
(3)温度计测温原理就是热平衡定律。( )
(4)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K。( )
(5)热力学温标的零度是-273.15 ℃,也叫绝对零度。( )
√
×
×
√
√
( )
合作探究·释疑解惑
知识点一
热平衡定律
【问题引领】
刀剑淬火是制作刀剑的重要过程,刀剑刚入水淬火的瞬间,刀剑和水是否达到热平衡 经过一段时间后,是否达到热平衡 达到热平衡的标志是什么
提示:淬火瞬间由于刀剑的温度与水的温度不相同,没有达到热平衡;当经过一段时间后,它们的温度相等,达到了热平衡,达到热平衡的标志是温度相等。
【归纳提升】
1.平衡态的理解
(1)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,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的状态。
(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。系统处于平衡态时,由于外界影响,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
2.热平衡的理解
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,再把它们重新接触,它们的状态不会发生新的变化。因此,热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统。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,我们就说这两个系统原来是处于热平衡。
3.热平衡定律的意义
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。因为互为热平衡的物体具有相同的温度,所以比较各物体温度时,不需要将各个物体直接接触,只需将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。
4.平衡态与热平衡概念的区别
(1)平衡态不是热平衡,平衡态是对某一系统而言的,热平衡是对两个接触的系统而言的。
(2)分别处于平衡态的两个系统在相互接触时,它们的状态可能会发生变化,直到温度相同时,两系统便达到了热平衡。达到热平衡的两个系统都处于平衡态。
温度是衡量两个系统是否处于热平衡的唯一标准。
【典型例题】
【例题1】 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、体积都必须达到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、压强稳定,但体积仍可变化
答案:A
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,选项A正确,B、D错误。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,选项C错误。
处理平衡态问题的注意事项
(1)平衡态指的是一个系统内部达到的一种平衡。
(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有状态参量都不随时间变化为止。
(3)系统与外界没有能量的交换。
【变式训练1】 (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
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
答案:BC
解析:由于两个系统原来处于热平衡,温度相同,当分别升高5 ℃和5 K后,温度仍相同,两个系统仍处于热平衡,故A错误,B正确;由于温度发生了变化,系统的状态也发生了变化,故C正确,D错误。
【问题引领】
知识点二
温度和温标
四季变换,阴晴冷暖,我们每天都会关注天气预报,适当增减衣物。某市某天的天气预报如下:今日天气多云,温度19~29 ℃。
天气预报中所说的温度用热力学温度表示是多少呢
提示:292.15~302.15 K
【归纳提升】
1.“温度”含义的两种说法
宏观 角度 温度表示物体的冷热程度,这样的定义带有主观性,因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的,往往是不准确的
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,两个系统处于热平衡时,存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是温度,这样的定义更具有科学性
2.温度计测量原理
一切处于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,其温度与待测物体的温度相同。
3.温标
(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标。
(2)温标要素:第一,选择某种具有测温属性的测温物质;第二,了解测温物质随温度变化的函数关系;第三,确定温度零点和分度的方法。
(3)温度的两种数值表示法:摄氏温标和热力学温标。
项目 摄氏温标 热力学温标
零度的规定 标准大气压下冰水混合物的温度 -273.15 ℃
温度名称 摄氏温度 热力学温度
温度符号 t T
单位名称 摄氏度 开尔文
单位符号 ℃ K
关系 (1)t/℃=T/K-273.15 (2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等 【典型例题】
【例题2】 (多选)下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A.-136 ℃比136 K温度高
B.0 ℃等于273.15 K
C.1 ℃就是1 K
D.升高1 ℃就是升高274.15 K
答案:AB
解析:热力学温度和摄氏温度是表示温度的不同方法,它们最大的区别就是规定的零点不同,但每一单位的大小是一样的。根据t/℃=T/K-273.15可知-136 ℃=137.15 K,0 ℃等于273.15 K,A、B正确,C错误;由ΔT=Δt判断D错误。
(1)热力学温度与摄氏温度的关系是t/℃=T/K-273.15,因此对于同一温度来说,用不同的温标表示,数值不同,这是因为零值选取不同。
(2)在热力学温标与摄氏温标中,热力学温度升高(或降低)1 K,则摄氏温度也升高(或降低)1 ℃。
(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。
【变式训练2】 (多选)下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A.热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的
B.热力学温度的零度等于-273.15 ℃
C.热力学温度的零度是不可能达到的
D.气体温度趋近于绝对零度时,其体积趋近于零
答案:ABC
解析:每升高(或降低)1 K等价于升高(或降低)1 ℃,故A正确;热力学温度的0 K是摄氏温度的-273.15 ℃,因此B正确;热力学温度的零度只能无限接近,却不可能达到,且趋近于绝对零度时,气体液化或凝华,但有体积,故C正确,D错误。
课 堂 小 结
随 堂 练 习
1.(温度和温标)关于热力学温标和摄氏温标( )
A.某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度10 K
B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C.热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 ℃
D.热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等
答案:D
解析:摄氏温标与热力学温标的关系为t/℃=T/K-273.15,某物体摄氏温度为10 ℃,即热力学温度为283.15 K,故A错误。热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃,故B、C错误。热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等,故D正确。
2.(热平衡)温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,下列物理量一定相同的是( )
A.内能
B.分子平均动能
C.分子势能
D.分子平均速率
答案:B
解析:这两块金属质量不一定相同,分子势能和内能不一定相同,故A、C错误;温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,温度相同,分子的平均动能相同,但这两块金属的分子质量不确定,所以分子平均速率也不确定,故B正确,D错误。
3.(温度和温标)小明自定义一种新温标,他将标准大气压下冰的熔点与水的沸点之间的温度等分为200格,且将冰的熔点的温度定为50 p,今小明测量一杯水的温度为150 p,则该温度用摄氏温度表示为( )
A.30 ℃ B.40 ℃ C.50 ℃ D.60 ℃
答案:C
4.(温度计)实验室有一支读数不准确的温度计,在测标准大气压下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 ℃。下列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 ℃
答案:C
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