资源描述
§7.4 温度和温标
【学习目标】
1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念．
2．掌握热平衡的概念及热平衡定律．
3．掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示．
【学习重点】
理解平衡态和热平衡态的概念．
【学习难点】
学会创立温标的思想方法．
【学习过程】
一、平衡态和状态参量
保温桶中的沸水温度为多少？你是如何确定的？
在研究物体的热力学特征时，以研究对象的边缘为界,内部为一个整体,称为热力学系统,简称系统,边缘以外称为外界。
1．系统：在物理学中，通常把____________称为系统．
系统的热力学特征是多种多样的。比如其几何特征,我们用体积V表示,其力学特征用压强P表示,温度T就用来表示其热学特征,还有浓度、电学、磁学特征等等。为了便于描述,我们把这些量统称为系统的状态参量。
2．状态参量：用来描述___________的物理量，叫做系统的状态参量．
系统不受外界的影响(无物质和能量交换),内部也无能量转换,宏观性质(状态参量)不随时间变化,我们说系统达到了平衡态。
3．平衡态：系统的____________不再随时间变化，这种情况就说系统达到了平衡态．
二、热平衡与温度
生活中,大家都遇到过这样的情景:在我们感到身体不适时,通常会用温度计先量一量体温。在腋窝下夹紧温度计,经过一段时间(约5分钟)后取出,看一看温度计上的读数就知道自己的体温了。
为什么测量体温时,需要经过一段时间才能取出温度计?明明看的是温度计,却说是你的体温呢?
1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都不再改变，这时两个系统具有“共同性质”，我们就说这两个系统达到了____________．
热平衡和平衡态的区别:
对象不同，__________________________________________；
要求不同，_____________________________________________________________________.
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_______________，这个结论称为热平衡定律，也叫热力学第零定律．
3．温度：热平衡中具有的“__________________”叫做温度．
三、温度计与温标
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 ℃和100 ℃之间均匀分成________等份，每份算做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___________，热力学温标表示的温度叫_______________，用符号T表示，单位是_________，符号为______．
3．摄氏温度与热力学温度的关系为T＝________________．
常见三种温标介绍：
1.第一个叫华氏温标tF,华伦海脱设定:以水银作为测温物质,选取两个固定点:一定浓度的盐水凝固时的温度为0℉,体温为96℉,中间均分。华氏用这套温标测沸水的温度为212华氏度,测冰水混合物的温度为32°F.
2.第二个叫摄氏温标t,摄尔休斯提出:以标准大气压下冰水混合物为100°C,沸水为0°C,中间均分,经他的同学建议后颠倒过来。即以标准大气压下冰水混合物为0°C,沸水为1000°C,中间均分。这套温标在亚洲使用的较为普遍,欧美地区用华氏温标的多一些。那么二者的换算关系是:tF = 32+ (9/5) t .
3.热力学温标T，不管借助哪种测温物质,均会引入误差,所以在科学研究中大家更喜欢用第三套温标-----热力学温标T。通过一系列的理论推导,零下273.15°C是永远达不到的,然后将其设定为绝对零度,仍然保留原来的分度,这就是热力学温标T,单位为开尔文,简称为开。即T＝t＋273.15 K.
【课后巩固】
1．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
2．关于温度的物理意义，下列说法中正确的是( )
A．温度是物体冷热程度的客观反映
B．人如果感觉到某个物体很凉，就说明这个物体的温度很低
C．热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体
D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体
3．下列关于热力学温度的说法中，不正确的是( )
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
4．下列有关温标的说法正确的是( )
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．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系
5．下列叙述正确的是( )
A．若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境
B．目前尚不知最低温是多少，最高温是多少
C．摄氏零下的373度是低温的下限
D．任何物体，温度下降到某一点就不能再降
6．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
7．如图是四种测液体温度的方法，其中正确的是( )
8．根据图判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是( )
A．水，水的密度小
B．水，水的密度出现异常现象
C．汞，汞的密度大
D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系
一般实验室用的一种摄氏温度计
9．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的．它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点)．摄氏
温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的．如图所示，以
冰点定为0 ℃，汽化点定为100 ℃，因此在这两个固定点之间共为100 ℃，
即一百等份，每等份代表1度，用1 ℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄
氏温度．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由英国科学家威廉·汤
姆逊(开尔文)创立，把－273.15 ℃作为零度的温标，叫做热力学温标(或绝对温
标)．热力学温标用K表示单位，常用T表示．试回答：
（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________.
（2）如果可以粗略地取－273 ℃为绝对零度．在一标准大气压下，冰的熔
点为________℃，即为________ K，水的沸点是________℃，即________ K.
（3）如果物体的温度升高1 ℃，那么，物体的温度将升高________ K.
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