文档内容
2.1 温度和温标
目录
【学习目标】.....................................................................................................................................................................................1
【思维导图】.....................................................................................................................................................................................2
【知识梳理】.....................................................................................................................................................................................2
知识点1：状态参量与平衡态.............................................................................................................................................2
知识点2：热平衡与温度......................................................................................................................................................3
知识点3：温度计与温标......................................................................................................................................................5
【方法技巧】.....................................................................................................................................................................................7
方法技巧1热力学温度与摄氏温度关系的理解............................................................................................................7
方法技巧2平衡态与热平衡................................................................................................................................................7
【巩固训练】.....................................................................................................................................................................................8
【学习目标】
学习目标：
1. 了解系统的状态参量及平衡态。
2. 理解温度的概念，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。
学习重点：
1. 理解温度的概念，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。
学习难点：
1. 温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系。【思维导图】
【知识梳理】
知识点 1：状态参量与平衡态
1．热力学系统和外界
(1)热力学系统：由大量分子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相互作用的其他物体统称外界。
2．状态参量（描述系统状态的物理量）
(1)体积：几何参量，确定系统的空间范围。
(2)压强：力学参量，确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用。
(3)温度：热学参量，确定系统的冷热程度。3．平衡态：
一个热力学系统，在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态。
【归纳总结】
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，表现为系统不受外界的影响，系统所有状态参量(压强、体积和温度)都不随时间
变化。
(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。
【典例1】（单选）下列不
．
是描述气体状态参量的物理量是( )
A. 压强 B. 体积 C. 质量 D. 温度
【典例2】（单选）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. 处于平衡态的热力学系统，分子的热运动停止
【变式1】（单选）下列说法正确的是( )
A. 只有处于平衡态的系统才有状态参量
B. 状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其状态参量都会改变
C. 两物体发生热传递时，两系统处于平衡态
D. 0 ℃的冰水混合物放入0 ℃的环境中，冰水混合物处于平衡态
【变式2】（单选）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
知识点 2：热平衡与温度
1．热平衡与热平衡定律
(1) 热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，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热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于
热平衡。
2． 温度与热平衡性质
(1) 温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。
(2) 热平衡的性质：达到热平衡的系统具有相同的温度，如图所示
【归纳总结】
平衡态与热平衡的区别和联系
平衡态 热平衡
研究对象 一个系统 两个接触的系统
区别
判断依据 系统不受外界影响时，各个状态参量都不变 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
【典例1】（单选）下列说法错误的是( )
A. 热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
B. 两个系统达到热平衡时，它们一定具有相同的热量
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. 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
【典例2】（单选）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【变式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
【变式2】（单选）下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体一定比温度低的物体的内能多
B. 热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一摄氏度的大小是相同的
C. 两个系统处于热平衡时，一定具有相同的热量
D. 布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动
【变式3】（单选）关于热平衡及热力学温度，下列说法正确的是( )
A. 处于热平衡的几个系统的压强一定相等
B. 热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
C. 温度变化1℃，也就是温度变化274.15𝐾
D. 摄氏温度与热力学温度都可能取负值
知识点 3：温度计与温标
1．温标
(1)定义：定量描述温度的方法。
(2)确定一个温标的方法：①选择一种测温物质。②确定测温物质用以测温的某种性质。③确定温度的
零点和分度的方法。
2．常用温标
(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0℃，水的沸点为100℃。在玻璃管口
0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成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，规定摄氏温度的－273.15 ℃为零值，它的一开等于摄氏温度的一度。
3．摄氏温度与热力学温度
(1)摄氏温度：摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号表示为℃。
(2)热力学温度：热力学温标表示的温度，是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号T表示，单位
是开尔文，简称开，符号为K。
(3)换算关系：T＝t＋273.15K。
4．常见温度计及其原理
名称 原理
水银温度计 根据水银热胀冷缩的性质来测量温度
金属电阻温度计 根据金属的电阻中随温度的升高而变化来测量温度
气体温度计 根据气体压强随温度的变化来测量温度
热电偶温度计 根据不同导体因温差产生电动势的大小不同来测量温度
【典例1】（单选）关于温度和温标，下列说法正确的是( )
A. 温度就是温标的俗称
B. 某物体的温度升高1℃和升高1𝐾冷热程度的改变是不同的
C. 两个系统达到热平衡时，温度一定是相同的
D. 在实际应用中，热力学温度的单位可根据实际情况选择℃或者𝐾
【典例2】（多选）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4𝐾
D. 若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度277.15𝐾
【变式1】（单选）关于温度和分子动能，下列说法正确的是( )
A. 物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大
B. 物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大C. 15℃的水蒸发成15℃的水蒸气后，内能不变，分子的平均动能也不变
D. 达到热平衡的两个系统，其内部分子的平均动能可以不同
【变式2】（单选）下列说法正确的是( )
A. 当温度由20℃变为40℃，物体分子的平均动能应变为原来的2倍
B. 温度是分子平均动能的标志，所以物体的温度为0℃时物体分子的平均动能为零
C. 温度是描述热运动的物理量，两个系统达到热平衡时温度相同
D. 热力学温度𝑇与摄氏温度𝑡的关系为𝑡 = 𝑇+273.15
【变式3】（多选）关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是( )
A. 具有相同内能的两物体达到热平衡
B. 体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡
C. 1𝐾就是1∘𝐶
D. 冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡
【方法技巧】
方法技巧 1 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。
(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。
方法技巧 2 平衡态与热平衡
(1)平衡态是对某一系统而言的
研究对象
(2)热平衡是对两个接触的系统而言的
(1)达到热平衡的两个系统都处于平衡态，两个都处于平衡态的系统不一定达
状态性质 到热平衡
(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
(1)系统不受外界影响，状态参量不变，则该系统处于平衡态
判断依据
(2)两个系统的温度相同，则这两个系统处于热平衡
【巩固训练】
一、单选题。
1.温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，下列物理量数值相同的是( )
A. 内能 B. 分子势能 C. 分子平均动能D. 热量
2.下列热现象中说法正确的是( )
A. 0℃的冰融化为0℃的水过程中，分子势能不变
B. 两个彼此接触的热学系统达到热平衡时两者温度相同
C. 温度越高布朗运动越剧烈，因此布朗运动是分子热运动
D. 相同温度下相同质量的不同物质其内能相同
3.上海某天的最高温度为33℃，最低为22℃，用热力学温标来表示上海这一天的最高温度和最大温差分
别为( )
A. 33𝐾；11𝐾 B. 306𝐾；11𝐾 C. 33𝐾；295𝐾 D. 306𝐾；295𝐾
4.关于温度，下列说法正确的是( )
A. 温度升高1℃，也可以说温度升高1𝐾
B. 温度由摄氏温度𝑡升至2𝑡，对应的热力学温度便由𝑇升至2𝑇
C. 绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
D. 随着人类制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到
5.下列叙述中，正确的是( )
A. 100摄氏度的水变成水蒸气其内能不变
B. 冷热程度相同的两系统处于热平衡状态
C. 热平衡就是指平衡态
D. 不同温标表示的温度数值不同，则温度不同
6.温度计是生活、生产中常用的测量装置．图为一简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿
过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知𝐴，
𝐷间的测量范围为20℃―80℃，𝐴，𝐷间刻度均匀分布．由图可知，𝐴，𝐷及有色水柱下端所示温度分别
为( )A. 20℃、80℃、64℃B. 20℃、80℃、68℃
C. 80℃、20℃、32℃D. 80℃、20℃、34℃
二、多选题。
7.下列关于热力学温度的说法中正确的是( )
A. ―33℃ = 240 𝐾
B. 温度变化1℃，也就是温度变化1 𝐾
C. 摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D. 温度由𝑡℃升至2𝑡℃，对应的热力学温度升高了𝑡+273 𝐾
8.两个原来处于热平衡状态的系统，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. 两个系统不再是热平衡系统了 B. 两个系统此时仍是热平衡状态
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
9.关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是( )
A. 热力学温度的单位“𝐾”是国际单位制中的基本单位
B. 温度升高了1℃就是升高了1 𝐾
C. 0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 𝐾
D. 随着科学技术的进步，绝对零度是可以达到的
10.两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由于外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 𝐾，另一个
系统温度升高了5℃，则下列说法不正确的是( )
A. 两个系统不再是热平衡系统了 B. 两个系统仍处于热平衡
C. 两个系统的状态都发生了变化 D. 两个系统的状态没有变化
11.关于热平衡的下列说法中正确的是( )
A. 100∘𝐶的水与100∘𝐶的水蒸气未达到热平衡
B. 100∘𝐶的水与100∘𝐶的水蒸气达到热平衡
C. 世界上第一个温度计(即空气温度计)是由一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，该温度
计的测温物质是球形瓶中的空气D. 两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们的比热相同
12.有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触足够长时间后分开，再将乙和丙接触足够长时间
后分开，如果这三个物体只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则( )
A. 只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态
B. 甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态
C. 乙、丙两物体一定都和甲达到了热平衡
D. 乙、丙两物体一定达到了热平衡
