2-1溫度和溫標(biāo)(人教版2019選擇性必修第三冊(cè))(原卷版)

第1節(jié)溫度和溫標(biāo)【知識(shí)梳理與方法突破】一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2．平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。3．兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開(kāi)，如果分開(kāi)后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)作用的系統(tǒng)。因此可以說(shuō)，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)是處于熱平衡的?！纠?】下列說(shuō)法中正確的是（）A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化時(shí)，其各個(gè)狀態(tài)參量都會(huì)改變B．當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會(huì)達(dá)到穩(wěn)定C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D．處于平衡態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)，分子的熱運(yùn)動(dòng)停止【針對(duì)訓(xùn)練1】下列各系統(tǒng)處于平衡態(tài)的是（）A．放在0℃的房間里的密閉導(dǎo)熱容器中的冰水混合物B．靜止在沸水中足夠長(zhǎng)時(shí)間的銅塊C．剛剛放在教室中的一杯熱水和一杯加較多冰塊的可樂(lè)D．放在恒溫房間中很久的密閉導(dǎo)熱容器中的84消毒液二、熱平衡與溫度1．溫度(1)宏觀上①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。②與熱平衡的關(guān)系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)，相互接觸時(shí)，它們相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后兩系統(tǒng)溫度相同，達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。(2)微觀上①反映物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。②溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計(jì)意義的，對(duì)個(gè)別分子來(lái)說(shuō)溫度是沒(méi)有意義的。2．熱平衡(1)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度。(2)若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理。3．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測(cè)量提供了理論依據(jù)。因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時(shí)，不需要將各個(gè)物體直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。4．熱平衡與溫度理解的兩個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：誤認(rèn)為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒(méi)有正確理解平衡態(tài)的概念，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量都不隨時(shí)間變化時(shí)，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。誤區(qū)2：誤認(rèn)為平衡態(tài)就是熱平衡產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關(guān)系，錯(cuò)誤地認(rèn)為處于平衡態(tài)的兩個(gè)物體之間一定會(huì)處于熱平衡。其實(shí)各自處于平衡態(tài)的兩個(gè)物體溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，直到達(dá)到熱平衡為止。【例2】關(guān)于熱平衡，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．用溫度計(jì)測(cè)量溫度是根據(jù)熱平衡的原理B．溫度相同的棉花和石頭相接觸，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到熱平衡C．若a與b、c分別達(dá)到熱平衡，則b、c之間也達(dá)到了熱平衡D．兩物體溫度相同，可以說(shuō)兩物體達(dá)到了熱平衡【針對(duì)訓(xùn)練2】關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說(shuō)法中正確的有（）A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說(shuō)明這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)的溫度是相等的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等溫度計(jì)與溫標(biāo)1．“溫度”含義的兩種說(shuō)法宏觀角度溫度表示物體的冷熱程度，這樣的定義帶有主觀性，因?yàn)槔錈崾怯扇梭w的感覺(jué)器官比較得到的，往往是不準(zhǔn)確的熱平衡角度溫度的嚴(yán)格定義是建立在熱平衡定律基礎(chǔ)上的。熱平衡定律指出，兩個(gè)系統(tǒng)相互處于熱平衡時(shí)，存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度，這樣的定義更具有科學(xué)性2.溫度計(jì)測(cè)量原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。使溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體的溫度相同。3．溫標(biāo)(1)常見(jiàn)的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。(2)比較攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝爾修斯和施勒默爾英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文零度的規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃絕對(duì)零度溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號(hào)tT單位名稱攝氏度開(kāi)爾文單位符號(hào)℃K關(guān)系T＝t＋273.15K粗略表示：T＝t＋273K【例3】氣體初始溫度為27℃，升高了20℃。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，氣體初始溫度為（

）A．27K，升高了20K B．300K，升高了20KC．27K，升高了293K D．300K，升高了293K【針對(duì)訓(xùn)練3】下列關(guān)于溫度的說(shuō)法正確的是（）A．水銀溫度計(jì)是根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)制造的B．水的沸點(diǎn)為100℃，用熱力學(xué)溫度表示即為373.15KC．水從0℃升高到100℃，用熱力學(xué)溫度表示即為從273.15K升高到373.15KD．溫度由攝氏t升至2t，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T升到2T【鞏固提升】1．關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說(shuō)法正確的是（）A．熱平衡就是平衡態(tài)B．只要系統(tǒng)的溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)C．處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)內(nèi)能一定相同D．處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度一定相同2．關(guān)于溫度與溫標(biāo)，下列說(shuō)法正確的是（）A．溫度與溫標(biāo)是一回事，所以熱力學(xué)溫標(biāo)也稱為熱力學(xué)溫度B．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值C．?dāng)z氏溫度升高3°C，在熱力學(xué)溫標(biāo)中溫度升高276.15KD．熱力學(xué)溫度每一度的大小與攝氏溫度每一度的大小相等3．下列有關(guān)熱平衡的說(shuō)法，不正確的是（）A．如果兩個(gè)系統(tǒng)在某時(shí)刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題C．如果兩個(gè)系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個(gè)系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個(gè)系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個(gè)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別4．關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說(shuō)法中正確的是（）A．熱力學(xué)溫度的零度是，叫做絕對(duì)零度B．氣體溫度趨近絕對(duì)零度時(shí)其體積為零C．熱力學(xué)溫度的每度大小跟攝氏溫度的每度大小相等D．熱力學(xué)溫度的每度大小大于攝氏溫度的每度大小5．下列關(guān)于熱平衡定律的理解，說(shuō)法正確的是（）A．兩系統(tǒng)的溫度相同時(shí)，才能達(dá)到熱平衡B．A、B兩系統(tǒng)分別與C系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則A、B兩系統(tǒng)也達(dá)到熱平衡C．甲、乙、丙物體溫度不相等，先把甲、乙接觸，最終達(dá)到熱平衡，再將丙與乙接觸最終也達(dá)到熱平衡，則甲、丙是處于熱平衡的D．熱平衡時(shí)，兩系統(tǒng)的溫度相同，壓強(qiáng)、體積也一定相同E．溫度是決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量6．嚴(yán)冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下魚(yú)兒仍在游動(dòng)。為了測(cè)出冰下水的溫度，徐強(qiáng)同學(xué)在冰上打了一個(gè)洞，拿來(lái)一支實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)，用下列四種方法測(cè)水溫，正確的做法是（）A．用線將溫度計(jì)拴牢從洞中放入水里，待較長(zhǎng)時(shí)間后從水中提出，讀出溫度計(jì)的示數(shù)B．取一空的塑料飲水瓶，將溫度計(jì)懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后待較長(zhǎng)時(shí)間，然后將瓶提出，立即讀出溫度計(jì)的示數(shù)C．若溫度計(jì)顯示的示數(shù)為攝氏溫度，即熱力學(xué)溫度4KD．若溫度計(jì)顯示的示數(shù)為攝氏溫度，即熱力學(xué)溫度277.15K7．有甲、乙、丙三個(gè)溫度不同的物體，將甲和乙接觸一段時(shí)間后分開(kāi)，再將乙和丙接觸一段時(shí)間后分開(kāi)（發(fā)生了熱交換），假設(shè)只有在它們相互接觸時(shí)有熱傳遞，不接觸時(shí)與外界沒(méi)有熱傳遞，則（）A．甲、乙、丙三個(gè)物體都達(dá)到了平衡態(tài)B．只有乙、丙達(dá)到了平衡態(tài)，甲