人教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体和液体一温度和温标课件（21页PPT)

(共21张PPT)
一、 温度和温标
气体、固体和液体
第二章
知识点一
知识点一　状态参量与平衡态
阅读教材中“状态参量与平衡态”的相关内容，完成下列填空：
(1)热力学系统：由容器中____________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。
大量分子
相互作用
体积
压强
系统各部分的状态参量稳定
例1　(多选)下列说法中，正确的有(　 　)
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，但不一定各个状态参量都发生变化，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，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，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，D正确。
BD
[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。
知识点二
知识点二　热平衡与温度
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。当体温计与人体温度____________时，达到了____________，体温计的示数不再上升。
2. 阅读教材中“热平衡与温度”的相关内容，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。
相同
热平衡
传热
状态参量
热平衡
热学性质
例2　[2025·杭州二中月考] 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是(　　)
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，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，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，C错误，D正确。
D
变式1　(多选)[2025·诸暨中学月考] 关于温度，下列说法中正确的有(　 　)
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，如零摄氏度的水变成零摄氏度的冰，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，D错误。
BC
[要点总结]
1. 平衡态与热平衡的比较
项目 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。
知识点三
知识点三　温度计与温标
1. 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 ____________(填“越低”或“越高”)。
越低
2. 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
热胀冷缩
电阻率
压强
温差
弯曲程度
3. 阅读教材中“温度计与温标”的相关内容，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___________________。
0 ℃
100 ℃
开
K
T＝t＋273.15 K
例3　关于温度与温标，下列说法中正确的是(　　)
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
【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，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，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，D正确。摄氏温度升高3 ℃，也就是热力学温度升高了3 K，C错误。
D
变式2　(多选)[2025·嘉兴一中月考] 下列关于热力学温度的说法，正确的有( 　 　)
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
【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。
ABC
[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，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值。
随堂检测
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
【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.B、D错误，A正确；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，C错误。
A
2. (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 ℃，则下列说法中，正确的有(　 　)
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，A错误，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，C正确，D错误。
BC
3. [2025·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
【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，B正确。
B