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2.1 温度和温标 学案 高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
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人教版高中物理选择性必修第三册导学案 1 温度和温标 学习目标：1.知道平衡态及系统的状态参量． 2．明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系． 3．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. 学科素养：1.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．(物理观念) 2．理解平衡态及热平衡定律，掌握摄氏温标与热力学温度的关系，能进行相关的计算，培养学生分析、解决问题的能力．(科学思维) 3．会使用常见的温度计，在使用过程中学会与他人合作交流，提高动脑、动手能力．(科学探究) 4．学会使用温度计时，应客观记录数据，坚持实事求是的科学态度，增强学习物理的热情．(科学态度与责任) 自主梳理 知识点一 状态参量与平衡态 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由________组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统． (2)外界：系统之外与系统发生________的其他物体统称外界． 2．状态参量：用来确定________的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、________等． 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的________达到稳定的状态． 答案：1.(1)大量分子 (2)相互作用 2．系统状态 温度T 3．状态参量 知识点二 热平衡与温度 1．热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的________将会互相影响而分别改变．经过一段时间，各自的________不再变化了，即这两个系统达到了热平衡． 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． 3．温度：处于热平衡的系统之间有一表征“______________”的物理量叫作温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理． 答案：1.状态参量 状态参量 2．热平衡 3．共同的热学性质 知识点三 温度计与温标 1．温标：定量描述________的方法． 2．温度计：用来测量物体(系统)________的仪器叫温度计． 几种温度计的测温原理： 3.两种温标 (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________，水的沸点为________．在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成________等份，每一份算作1 ℃. (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，用热力学温标表示的温度叫作____________． (3)摄氏温度与热力学温度 答案：1.温度 2．温度 热膨胀 电阻 压强 温差 3．(1)0 ℃ 100 ℃ 100 (2)热力学温度 (3)摄氏度 开尔文 t＋273.15 K 重难点研习 研习1 平衡态与热平衡的比较 导学探究 如图所示，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态吗？ 提示：鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态． 要点归纳 1．热力学系统的状态参量 (1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围． (2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质． (3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度． 2．对平衡态的理解 (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)由于实际中并不存在完全不受外界影响，并且宏观性质绝对保持不变的系统，所以平衡态只是一个理想化的概念，它是在一定条件下对实际情况的抽象和概括． 3．对热平衡的理解 (1)决定系统是否达到热平衡的最主要状态参量是温度，也就是说只要温度不再发生变化，那么这两个系统就达到了热平衡．理解热平衡定律一定要抓住温度这一状态量． (2)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；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． 4．对温度的理解 (1)温度的宏观物理意义：决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态． (2)与热平衡的关系：处于热平衡的每个系统内部各部分的温度相同；两系统达到热平衡后，两系统的温度相同． 研习指导 [典例1] 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有 ( ) A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 B．两个系统在接触时，它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的 C．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 解析：一般来说，描述系统的状态参量不只一个，根据平衡态的定义知所有状态参量都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，B正确，D错误；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，C错误． 答案：B 教师指导 解决热平衡问题应注意的四个方面 (1)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． (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． (4)达到热平衡时，系统一定具有相同的温度，其他状态参量未必相同． 针对训练 1．(多选)下列说法正确的是( ) A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡 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 D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 答案：BCD 解析：热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故选项A错误，C正确；由热平衡知识可知，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故选项B、D正确． 2．(多选)下列状态处于热平衡态的是( ) A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B．冰水混合物处在0 ℃环境中 C．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，容器内的气体 D．开空调2分钟内教室内的气体 答案：AB 解析：系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 ℃环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是热平衡态，故A、B正确；一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动突然停止时，容器内气体的温度升高，压强变大，故其不是热平衡态，C错误；开空调2分钟内教室内的气体，其温度、体积均要变化，故不是热平衡态，D错误． 研习2 对温度和温标的理解 导学探究 (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，细管内的水柱越高吗？ (2)如果气体的温度是1 ℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1 ℃，也可以说气体的温度升高了多少K? 提示：(1)不是．由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低． (2)274.15 K'1 K 要点归纳 1．“温度”含义的两种说法 2.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．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． 3.温标 (1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标． (2)比较摄氏温标和热力学温标 研习指导 [典例2]下列说法中正确的有 ( ) A．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关 B．温度升高了1 ℃就是升高了1 K C．摄氏温度与热力学温度都可以取负值 D．－33 ℃与240.15 K表示不同的温度 解析：如热力学温标和摄氏温标，同一温度，在不同的温标下，数值不同，故A错误；根据热力学温度T与摄氏温度t的关系式T＝273.15 K＋t，可知摄氏温度变化1 ℃，热力学温度变化1 K，当t＝－33 ℃时，T＝240.15 K，故B正确，D错误；热力学温度不可以取负值，故C错误． 答案：B 教师指导 热力学温度与摄氏温度关系的理解 (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)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． 针对训练 3．(多选)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示方法 B．用两种温标表示温度的变化时，两者的数值相等 C．1 K就是1 ℃ D．当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化274.15 K 答案：AB 解析：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；两者关系式：T＝t＋273.15 K，所以用两者表示温度的变化时，两者的数值相等，B正确；当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化1 K，不能说1 K就是1 ℃，只能是1开尔文的温差等于1摄氏度的温差，C、D错误． 4. (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红色液体 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 答案：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封闭的空气，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错误，C、D正确． 巩固练习 1．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是( ) A．质量 B．密度 C．温度 D．重力 答案：C 解析：由热平衡的定义可知，C选项正确． 2．目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成，并投入使用．加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，请将该温度用热力学温标来表示( ) A．2 K B．271 K C．4 K D．0.1 K 答案：A 解析：由热力学温标与摄氏温标的关系式T＝t＋273 K和t＝－271 ℃得T＝2 K，故A项正确． 3．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、压强就会变得一样，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，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，故A正确． 4．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．温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 K D．热力学温度每一开尔文的大小与摄氏温度每一摄氏度的大小相等 答案：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．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．摄氏温度的每一摄氏度与热力学温度的每一开尔文的大小相等，选项D对．温度升高3 ℃也就是温度升高了3 K，选项C错． 5．有关热平衡的说法正确的是 ( ) A．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 B．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，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 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 答案：C 解析：处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错误；热平衡定律对多个系统也适用，故B错误；由热平衡的定义知，C正确；温度相同是热平衡的标志，必须相同，故D错误． 6．(多选)下列有关温标的说法中正确的是( ) A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的 B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据 D．热力学温标是从理论上规定的 答案：AD 解析：不同温标下，同一温度在数值上可能不同，A正确；相同的冷热程度，用不同的温标表示，数值可以是不同的，B错误；几种温标的规定都是有理论依据的，并不是人为的，C错误，D正确． 7．2020年又是一个寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？ 答案：不对．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．感觉到铁棒特别凉，是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多，所以他的结论不对． 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 温度计根据金属铂的________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________产生电动势的大小来测量温度摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是________，符号为℃热力学 温度热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是________，符号为K换算关系T＝________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，两个系统相互处于热平衡时，存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度摄氏温标 热力学温标提出者摄尔修斯和 施勒默尔英国物理学 家开尔文零度的 规定一个标准大气压下 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tT单位 名称摄氏度开尔文单位 符号℃K关系(1)T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K； (2)1 K的大小与1 ℃的大小相等
人教版高中物理选择性必修第三册导学案 1 温度和温标 学习目标：1.知道平衡态及系统的状态参量． 2．明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系． 3．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. 学科素养：1.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．(物理观念) 2．理解平衡态及热平衡定律，掌握摄氏温标与热力学温度的关系，能进行相关的计算，培养学生分析、解决问题的能力．(科学思维) 3．会使用常见的温度计，在使用过程中学会与他人合作交流，提高动脑、动手能力．(科学探究) 4．学会使用温度计时，应客观记录数据，坚持实事求是的科学态度，增强学习物理的热情．(科学态度与责任) 自主梳理 知识点一 状态参量与平衡态 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由________组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统． (2)外界：系统之外与系统发生________的其他物体统称外界． 2．状态参量：用来确定________的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、________等． 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的________达到稳定的状态． 答案：1.(1)大量分子 (2)相互作用 2．系统状态 温度T 3．状态参量 知识点二 热平衡与温度 1．热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的________将会互相影响而分别改变．经过一段时间，各自的________不再变化了，即这两个系统达到了热平衡． 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． 3．温度：处于热平衡的系统之间有一表征“______________”的物理量叫作温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理． 答案：1.状态参量 状态参量 2．热平衡 3．共同的热学性质 知识点三 温度计与温标 1．温标：定量描述________的方法． 2．温度计：用来测量物体(系统)________的仪器叫温度计． 几种温度计的测温原理： 3.两种温标 (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________，水的沸点为________．在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成________等份，每一份算作1 ℃. (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，用热力学温标表示的温度叫作____________． (3)摄氏温度与热力学温度 答案：1.温度 2．温度 热膨胀 电阻 压强 温差 3．(1)0 ℃ 100 ℃ 100 (2)热力学温度 (3)摄氏度 开尔文 t＋273.15 K 重难点研习 研习1 平衡态与热平衡的比较 导学探究 如图所示，将鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，鸡蛋处于平衡态吗？ 提示：鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态． 要点归纳 1．热力学系统的状态参量 (1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围． (2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质． (3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度． 2．对平衡态的理解 (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)由于实际中并不存在完全不受外界影响，并且宏观性质绝对保持不变的系统，所以平衡态只是一个理想化的概念，它是在一定条件下对实际情况的抽象和概括． 3．对热平衡的理解 (1)决定系统是否达到热平衡的最主要状态参量是温度，也就是说只要温度不再发生变化，那么这两个系统就达到了热平衡．理解热平衡定律一定要抓住温度这一状态量． (2)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；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． 4．对温度的理解 (1)温度的宏观物理意义：决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态． (2)与热平衡的关系：处于热平衡的每个系统内部各部分的温度相同；两系统达到热平衡后，两系统的温度相同． 研习指导 [典例1] 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有 ( ) A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 B．两个系统在接触时，它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的 C．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 解析：一般来说，描述系统的状态参量不只一个，根据平衡态的定义知所有状态参量都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，B正确，D错误；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，C错误． 答案：B 教师指导 解决热平衡问题应注意的四个方面 (1)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． (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． (4)达到热平衡时，系统一定具有相同的温度，其他状态参量未必相同． 针对训练 1．(多选)下列说法正确的是( ) A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡 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 D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 答案：BCD 解析：热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故选项A错误，C正确；由热平衡知识可知，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故选项B、D正确． 2．(多选)下列状态处于热平衡态的是( ) A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B．冰水混合物处在0 ℃环境中 C．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，容器内的气体 D．开空调2分钟内教室内的气体 答案：AB 解析：系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 ℃环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是热平衡态，故A、B正确；一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动突然停止时，容器内气体的温度升高，压强变大，故其不是热平衡态，C错误；开空调2分钟内教室内的气体，其温度、体积均要变化，故不是热平衡态，D错误． 研习2 对温度和温标的理解 导学探究 (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，细管内的水柱越高吗？ (2)如果气体的温度是1 ℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1 ℃，也可以说气体的温度升高了多少K? 提示：(1)不是．由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低． (2)274.15 K'1 K 要点归纳 1．“温度”含义的两种说法 2.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．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． 3.温标 (1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标． (2)比较摄氏温标和热力学温标 研习指导 [典例2]下列说法中正确的有 ( ) A．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关 B．温度升高了1 ℃就是升高了1 K C．摄氏温度与热力学温度都可以取负值 D．－33 ℃与240.15 K表示不同的温度 解析：如热力学温标和摄氏温标，同一温度，在不同的温标下，数值不同，故A错误；根据热力学温度T与摄氏温度t的关系式T＝273.15 K＋t，可知摄氏温度变化1 ℃，热力学温度变化1 K，当t＝－33 ℃时，T＝240.15 K，故B正确，D错误；热力学温度不可以取负值，故C错误． 答案：B 教师指导 热力学温度与摄氏温度关系的理解 (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)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． 针对训练 3．(多选)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示方法 B．用两种温标表示温度的变化时，两者的数值相等 C．1 K就是1 ℃ D．当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化274.15 K 答案：AB 解析：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；两者关系式：T＝t＋273.15 K，所以用两者表示温度的变化时，两者的数值相等，B正确；当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化1 K，不能说1 K就是1 ℃，只能是1开尔文的温差等于1摄氏度的温差，C、D错误． 4. (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红色液体 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 答案：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封闭的空气，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错误，C、D正确． 巩固练习 1．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是( ) A．质量 B．密度 C．温度 D．重力 答案：C 解析：由热平衡的定义可知，C选项正确． 2．目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成，并投入使用．加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，请将该温度用热力学温标来表示( ) A．2 K B．271 K C．4 K D．0.1 K 答案：A 解析：由热力学温标与摄氏温标的关系式T＝t＋273 K和t＝－271 ℃得T＝2 K，故A项正确． 3．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、压强就会变得一样，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，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，故A正确． 4．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．温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 K D．热力学温度每一开尔文的大小与摄氏温度每一摄氏度的大小相等 答案：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．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．摄氏温度的每一摄氏度与热力学温度的每一开尔文的大小相等，选项D对．温度升高3 ℃也就是温度升高了3 K，选项C错． 5．有关热平衡的说法正确的是 ( ) A．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 B．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，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 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 答案：C 解析：处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错误；热平衡定律对多个系统也适用，故B错误；由热平衡的定义知，C正确；温度相同是热平衡的标志，必须相同，故D错误． 6．(多选)下列有关温标的说法中正确的是( ) A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的 B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据 D．热力学温标是从理论上规定的 答案：AD 解析：不同温标下，同一温度在数值上可能不同，A正确；相同的冷热程度，用不同的温标表示，数值可以是不同的，B错误；几种温标的规定都是有理论依据的，并不是人为的，C错误，D正确． 7．2020年又是一个寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？ 答案：不对．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．感觉到铁棒特别凉，是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多，所以他的结论不对． 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 温度计根据金属铂的________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________产生电动势的大小来测量温度摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是________，符号为℃热力学 温度热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是________，符号为K换算关系T＝________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，两个系统相互处于热平衡时，存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度摄氏温标 热力学温标提出者摄尔修斯和 施勒默尔英国物理学 家开尔文零度的 规定一个标准大气压下 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tT单位 名称摄氏度开尔文单位 符号℃K关系(1)T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K； (2)1 K的大小与1 ℃的大小相等
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