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3　温度和温标
(分值：100分)
选择题1～11题，每小题7分，共77分。
对点题组练
题组一　热平衡定律和温度
1.(多选)下列各系统处于平衡态的是(　　)
放在0 ℃的房间里的冰水混合物
放在沸水中加热足够长时间的铜块
刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐
一瓶放在房间中很久的84消毒液
2.(多选)下列说法正确的是(　　)
两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量
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
温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量
热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
3.(多选)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，另一个系统的温度也升高了5 ℃，下列说法正确的是(　　)
两个系统不再是热平衡状态了
两个系统此时仍是热平衡状态
两个系统的状态都发生了变化
两个系统的状态都没有发生变化
题组二　温标
4.(多选)下列关于摄氏温标和热力学温标的说法正确的是(　　)
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
用两种温标表示温度的变化时，两者的数值相等
1 K就是1 ℃
当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化274.15 K
5.强子对撞机加速器工作时，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，这时该温度用热力学温标来表示为(　　)
2 K 271 K
4 K 0.1 K
6.冬天，内蒙古的气温最低可达－42 ℃，为了测量那里的气温应选用(已知水银的熔点是－39.3 ℃；酒精的熔点是－114 ℃)(　　)
水银温度计 酒精温度计
水温度计 体温计
7.关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是(　　)
某物体摄氏温度为10 ℃，即热力学温度为10 K
热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
摄氏温度升高10 ℃，对应热力学温度升高283 K
热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较
8.下列关于温标和温度的说法正确的是(　　)
今天最高气温是25 ℃，用热力学温度来表示即为25 K
今天最低气温是283 K，用摄氏温度来表示即为13 ℃
今天从早晨到中午，气温上升了10 ℃，用热力学温度来表示即上升10 K
今天从早晨到中午，气温上升了10 ℃，用热力学温度来表示即上升283 K
9.温度计是生活、生产中常用的测温装置。图为一个简易温度计，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(　　)
20 ℃、80 ℃、64 ℃ 20 ℃、80 ℃、68 ℃
80 ℃、20 ℃、32 ℃ 80 ℃、20 ℃、34 ℃
综合提升练
10.(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(　　)
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
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
若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃，即热力学温度4 K
若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃，即热力学温度277.15 K
11.(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片压合在一起的双金属片的弯曲程度随温度的变化而变化的原理制成的，如图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有(　　)
该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
由图乙可知，双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
12.(11分)仿照实验室使用的液体温度计的原理，某同学设计了一个简易的气体温度计，如图所示，瓶中装的是气体，瓶塞密封不漏气，瓶塞上面细弯管中有一段液柱。
(1)(2分)当温度升高时，液柱将向哪边移动？
(2)(3分)此温度计如何标上刻度呢？
(3)(3分)你能说出这个温度计的测温原理吗？
(4)(3分)为了提高此温度计的灵敏度，便于读数，可采取什么措施？
培优加强练
13.(12分)(教科版教材P42自我评价T3改编)水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度是4.0 cm；温度计浸在沸水中时，水银柱长度为24.0 cm；
(1)(4分)列出水银柱长度L与温度t的函数关系(只写关系式，不写取值范围)；
(2)(4分)温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4 cm，试求该溶液的沸点
(3)(4分)在室温28 ℃时，水银柱的长度为多少？
3　温度和温标
1.ABD　[系统处于平衡态时，其状态参量不变，铜块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物处在0 ℃环境中，其状态参量不再变化，即处于平衡态，故A、B正确；刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度与环境温度未达到相同，则未处于平衡态，故C错误；一瓶放在房间中很久的84消毒液，与环境温度相同，则处于平衡态，故D正确。]
2.BCD　[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；由热平衡定律可知，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 。]
3.BC　[由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态，故A错误，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C正确，D错误。]
4.AB　[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；两者的关系为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。]
5.A　[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，A正确。]
6.B　[水银的熔点是－39.3 ℃，低于－39.3 ℃时水银会凝固。水在零度就结冰，体温计的测量范围为35～42 ℃，而酒精的熔点是－114 ℃。所以只能选B。]
7.B　[由T＝t＋273.15 K得，某物体摄氏温度为10 ℃时，热力学温度为T＝(273.15＋10) K＝283.15 K，故A错误；ΔT＝Δt，即热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃，摄氏温度升高10 ℃，对应热力学温度升高10 K，故B正确，C错误；热力学温度和摄氏温度的温标不同，但可通过关系式T＝t＋273.15 K进行转换和比较，故D错误。]
8.C　[根据热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273 K可得，25 ℃用热力学温度来表示为298 K，故A错误；283 K用摄氏温度来表示为t＝(283－273) ℃＝10 ℃，故B错误；气温上升了Δt＝10 ℃，由于数值上ΔT＝Δt，所以用热力学温度来表示即上升10 K，故C正确，D错误。]
9.C　[根据题意可知，温度越高，水柱上升的高度越高，A点温度最高，D点温度最低，故选项A、B错误；由于A、D间的刻度均匀分布，故有色水柱下端的温度为×3 ℃＋20 ℃＝32 ℃，选项C正确，D错误。]
10.BD　[要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，但因隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的也不再是原热平衡状态下的温度，故选项A错误，B正确；T＝(t＋273.15) K＝277.15 K，故选项C错误，D正确。]
11.ABC　[双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的，双金属片的弯曲程度随温度变化而变化，A、B正确；题图甲中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C正确；题图乙中，温度计示数是沿顺时针方向增大的，说明当温度升高时温度计指针沿顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D错误。]
12.(1)左边　(2)见解析　(3)气体的热胀冷缩 (4)细弯管再细一点，瓶子再大些且气体再多些，细弯管内的液体适当少些等(写出一条即可)
解析　(1)当温度升高时，瓶内的气体受热膨胀挤压细弯管中的液柱，液柱就会向左移动。
(2)将此装置放在一个标准大气压下的冰水混合物中，稳定后在液柱正中间处标上0 ℃，将它放在一个标准大气压下的沸水中，稳定后在液柱正中间处标上100 ℃，然后将以上两个刻度之间的部分进行100等分，标上刻度就成了一个简易温度计。
(3)这个温度计的测温原理是气体的热胀冷缩。
(4)细弯管再细一点，瓶子再大些且气体再多些，细弯管内的液体适当少些等。
13.(1)L＝0.2t＋4　(2)107 ℃　(3)9.6 cm
解析　(1)设水银柱的长度L与温度t成线性关系：
L＝at＋b，当t＝0 ℃时，L＝4 cm
所以L＝a×0＋b＝b＝4
当t＝100 ℃时，L＝24 cm
所以L＝100a＋b＝100a＋4＝24
求得a＝0.2 cm/℃，b＝4 cm
因此得到水银柱长度与温度的关系L＝0.2t＋4。
(2)当L＝25.4 cm时，将其代入公式L＝0.2t＋4可得
0.2t＋4＝25.4
解得t＝107 ℃
故该溶液的沸点为107 ℃。
(3)当t＝28 ℃时，代入公式L＝0.2t＋4，
可得L＝0.2×28 cm＋4 cm＝9.6 cm。3　温度和温标
学习目标　1.知道什么是热力学系统；什么是状态参量。2.知道平衡态、热平衡的定义。3.掌握热平衡定律的内容。4.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件。5.知道什么是温标，掌握摄氏温度和热力学温度的转换关系。
知识点一　热平衡定律和温度
刀剑淬火是制作刀剑的重要过程，如图所示，是刀剑刚入水淬火的瞬间，在这一瞬间，刀剑和水组成的系统是否达到热平衡状态？经过一段时间后，是否达到热平衡状态？达到热平衡状态的标志是什么？
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1.热力学系统和外界
(1)热力学系统：由大量分子组成，并与周围环境发生相互作用的宏观客体，它是热力学的研究对象，简称系统。
(2)外界：系统的周围环境简称外界。
2.气体的三个状态参量
(1)体积：气体的体积是指气体所充满的________________，气体的体积就是贮放气体容器的________。国际单位：________。
(2)压强：当大量分子对器壁碰撞时，就可以使器壁受到一个________的、________的作用力。作用在器壁单位面积上的力就是压强，压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是________。
(3)温度
①从微观上看，温度是处于热平衡系统的微观粒子____________的量度。
②从宏观上看，温度是系统自身分子____________的宏观表现。
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。
4.热平衡
在没有外界影响的情况下，两个系统热接触后一段时间，两个系统的状态________，两个系统达到平衡，这种平衡叫作热平衡。
5.热平衡定律
如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则这两个系统彼此也必定处于________。
【思考】
1.若两个系统的什么相同，则两个系统就达到热平衡？
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2.“平衡态”就是“热平衡”吗？
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例1 (多选)关于热平衡，下列说法正确的是(　　)
A.系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值
B.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡
C.量体温时体温计需要和身体接触十分钟左右是为了让体温计跟身体达到热平衡
D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态
听课笔记_________________________________________________________
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1.平衡态与热平衡的区别和联系
平衡态 热平衡
区 别 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.热平衡与温度
(1)对温度的理解
①宏观上，表示物体的冷热程度。
②微观上，反映分子热运动的剧烈程度。
③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。
(2)温度计的测温原理
若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。
训练1 (多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开(发生了热交换)，假设只有在它们相互接触时有传热，不接触时与外界没有传热，则(　　)
A.甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态
B.只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态
C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡
D.乙、丙两物体达到了热平衡
知识点二　温　标
海明威在短篇小说《一天的等待》中有这样一段对话：
爸爸：“人发烧到一百零二度是不会死的，你真是在说傻话。”
儿子：“我知道会的。在法国上学的时候，同学们告诉我，发烧到四十度就活不了了。我已经一百零二度了。”
其中的一百零二度是指的华氏温度，四十度是指的摄氏温度，同学们可以查阅资料，进一步了解它们之间的关系，并把40 ℃换算成热力学温度。
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1.温标
(1)定义：温度数值的________称为温标。
(2)温标的种类
①摄氏温标
选择水银为测温物质，以冰的正常熔点为________，水的正常沸点为________，二者之间等分为________小格，这种温度数值的表示方法叫作摄氏温标。在摄氏温标中，温度的单位是℃，读作“摄氏度”。
②热力学温标
1848年，英国物理学家开尔文从理论上建立了一种不依赖于任何________及测温属性的温标，称为热力学温标或绝对温标。热力学温度的单位是________，简称________，符号是________。
2.摄氏温度与热力学温度之间的关系
如果以t表示摄氏温度的数值，T表示绝对温度的数值，则有________________。
【思考】
1.天气预报说某地某日气温最低零下16摄氏度，最高零上12摄氏度，这个“零上”“零下”的零是怎样规定的？绝对零度的零又是怎样规定的？
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2.将一壶冷水(0 ℃)烧开(100 ℃)，用摄氏温标和热力学温标分别表示水始末的温度及温度变化。
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例2 下列关于温度的说法中正确的是(　　)
A.热力学温度的0 K相当于摄氏温度的273.15 ℃
B.热力学温度每升高1 K和摄氏温度每升高1 ℃对应的温度变化是相同的
C.绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达到的
D.在国际单位制中，温度的单位是 ℃
听课笔记____________________________________________________________
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训练2 实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其示数为20 ℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其示数为80 ℃。下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时对应的温度计的示数，其中正确的是(　　)
A.41 ℃，60 ℃ B.21 ℃，40 ℃
C.35 ℃，56 ℃ D.35 ℃，36 ℃
随堂对点自测
1.(平衡态)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
2.(热平衡定律和温度)(多选)两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法正确的是(　　)
A.不能 B.可能
C.要看它们后来的温度是否相同 D.取决于其他状态参量是否相同
3.(温标)(多选)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
4.(温标)(多选)空气温度计的原理图如图所示，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的性质制造的
3　温度和温标
知识点一
导学　提示　淬火瞬间由于一部分刀剑在水的外部，一部分处于水的内部，存在热量传递，温度不相同，没有达到热平衡状态。当经过一段时间后，它们的温度相等，达到了热平衡状态。达到热平衡状态的标志是温度相等。
知识梳理
2.(1)容器的容积　容积　m3　(2)持续　均匀　Pa　(3)①热运动强弱　②热运动性质　4.不再变化　5.热平衡
[思考]
1.提示　温度相同。
2.提示　不是。“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平衡”指的是两个系统之间的关系，二者的本质不同。
例1 ACD　[两个系统达到热平衡的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，A、C、D正确，B错误。]
训练1 AD　[乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有传热，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A正确，B错误；甲和乙接触一段时间后分开，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙和丙两物体达到了热平衡，C错误，D正确。]
知识点二
导学　提示　华氏102度相当于38.9 ℃，40 ℃换算成热力学温度为313.15 K。
知识梳理
1.(1)标定方法　(2)①0 ℃　100 ℃　100　②测温物质　开尔文　开　K　
2.t/℃＝T/K－273.15
[思考]
1.提示　“零上”“零下”的零是标准大气压下冰水混合物的温度。绝对零度的零是摄氏温度的－273.15 ℃。
2.提示　用摄氏温标表示，始t1＝0 ℃，末t2＝100 ℃，温度变化Δt＝100 ℃。用热力学温标表示，始T1＝273.15 K，末T2＝373.15 K，温度变化ΔT＝100 K。
例2 B　[根据T＝273.15 K＋t可知，热力学温度的0 K相当于摄氏温度的－273.15 ℃，A错误；根据T＝273.15 K＋t可知，热力学温度每升高1 K和摄氏温度每升高1 ℃对应的温度变化是相同的，B正确；绝对零度是低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，C错误；在国际单位制中，温度的单位是K，D错误。]
训练2 C　[不准确温度计上升的格数与温度成正比，但每一分度显示的温度与实际温度不同，此温度计每一分度表示的实际温度为 ℃＝ ℃，当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为(41－20)格＝21格，对应的实际温度t＝21× ℃＝35 ℃。同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计的示数为20 ℃＋ ℃＝56 ℃，C项正确。]
随堂对点自测
1.A　[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，故选A。]
2.BC　[只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他参量是否相同无关，故B、C正确。]
3.AB　[由于T＝(t＋273)K，可知，－33 ℃相当于240 K，A正确；由T＝(t＋273)K，可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，C错误；初态温度为(t＋273)K，末态温度为(2t＋273)K，热力学温度升高了t K，D错误。]
4.CD　[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。](共43张PPT)
3　温度和温标
第二章 固体、液体和气体
1.知道什么是热力学系统；什么是状态参量。2.知道平衡态、热平衡的定义。3.掌握热平衡定律的内容。4.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件。5.知道什么是温标，掌握摄氏温度和热力学温度的转换关系。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　温　标
知识点一　热平衡定律和温度
知识点一　热平衡定律和温度
刀剑淬火是制作刀剑的重要过程，如图所示，是刀剑刚入水淬火的瞬间，在这一瞬间，刀剑和水组成的系统是否达到热平衡状态？经过一段时间后，是否达到热平衡状态？达到热平衡状态的标志是什么？
提示　淬火瞬间由于一部分刀剑在水的外部，一部分处于水的内部，存在热量传递，温度不相同，没有达到热平衡状态。当经过一段时间后，它们的温度相等，达到了热平衡状态。达到热平衡状态的标志是温度相等。
1.热力学系统和外界
(1)热力学系统：由大量分子组成，并与周围环境发生相互作用的宏观客体，它是热力学的研究对象，简称系统。
(2)外界：系统的周围环境简称外界。
2.气体的三个状态参量
(1)体积：气体的体积是指气体所充满的____________，气体的体积就是贮放气体容器的______。国际单位：______。
(2)压强：当大量分子对器壁碰撞时，就可以使器壁受到一个______的、______的作用力。作用在器壁单位面积上的力就是压强，压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是______。
(3)温度
①从微观上看，温度是处于热平衡系统的微观粒子____________的量度。
②从宏观上看，温度是系统自身分子____________的宏观表现。
容器的容积
容积
m3
持续
均匀
Pa
热运动强弱
热运动性质
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。
4.热平衡
在没有外界影响的情况下，两个系统热接触后一段时间，两个系统的状态__________，两个系统达到平衡，这种平衡叫作热平衡。
5.热平衡定律
如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则这两个系统彼此也必定处于________。
不再变化
热平衡
【思考】
1.若两个系统的什么相同，则两个系统就达到热平衡？
提示　温度相同。
2.“平衡态”就是“热平衡”吗？
提示　不是。“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平衡”指的是两个系统之间的关系，二者的本质不同。
ACD
例1 (多选)关于热平衡，下列说法正确的是(　 　)
A.系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值
B.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡
C.量体温时体温计需要和身体接触十分钟左右是为了让体温计跟身体达到热平衡
D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态
解析　两个系统达到热平衡的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，A、C、D正确，B错误。
1.平衡态与热平衡的区别和联系
平衡态 热平衡
区别 研究对象 判断依据 一个系统 两个接触的系统
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.热平衡与温度
(1)对温度的理解
①宏观上，表示物体的冷热程度。
②微观上，反映分子热运动的剧烈程度。
③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。
(2)温度计的测温原理
若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。
训练1 (多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开(发生了热交换)，假设只有在它们相互接触时有传热，不接触时与外界没有传热，则(　　)
A.甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态
B.只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态
C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡
D.乙、丙两物体达到了热平衡
解析　乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有传热，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A正确，B错误；甲和乙接触一段时间后分开，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙和丙两物体达到了热平衡，C错误，D正确。
AC
知识点二　温　标
海明威在短篇小说《一天的等待》中有这样一段对话：
爸爸：“人发烧到一百零二度是不会死的，你真是在说傻话。”
儿子：“我知道会的。在法国上学的时候，同学们告诉我，发烧到四十度就活不了了。我已经一百零二度了。”
其中的一百零二度是指的华氏温度，四十度是指的摄氏温度，同学们可以查阅资料，进一步了解它们之间的关系，并把40 ℃换算成热力学温度。
提示　华氏102度相当于38.9 ℃，40 ℃换算成热力学温度为313.15 K。
1.温标
(1)定义：温度数值的__________称为温标。
(2)温标的种类
①摄氏温标
选择水银为测温物质，以冰的正常熔点为______，水的正常沸点为_________，二者之间等分为________小格，这种温度数值的表示方法叫作摄氏温标。在摄氏温标中，温度的单位是℃，读作“摄氏度”。
②热力学温标
1848年，英国物理学家开尔文从理论上建立了一种不依赖于任何__________及测温属性的温标，称为热力学温标或绝对温标。热力学温度的单位是________，简称____，符号是____。
标定方法
0 ℃
100 ℃
100
测温物质
开尔文
开
K
2.摄氏温度与热力学温度之间的关系
如果以t表示摄氏温度的数值，T表示绝对温度的数值，则有__________________。
t/℃＝T/K－273.15
【思考】
1.天气预报说某地某日气温最低零下16摄氏度，最高零上12摄氏度，这个“零上”“零下”的零是怎样规定的？绝对零度的零又是怎样规定的？
提示　“零上”“零下”的零是标准大气压下冰水混合物的温度。绝对零度的零是摄氏温度的－273.15 ℃。
2.将一壶冷水(0 ℃)烧开(100 ℃)，用摄氏温标和热力学温标分别表示水始末的温度及温度变化。
提示　用摄氏温标表示，始t1＝0 ℃，末t2＝100 ℃，温度变化Δt＝100 ℃。用热力学温标表示，始T1＝273.15 K，末T2＝373.15 K，温度变化ΔT＝100 K。
B
例2 下列关于温度的说法中正确的是(　　)
A.热力学温度的0 K相当于摄氏温度的273.15 ℃
B.热力学温度每升高1 K和摄氏温度每升高1 ℃对应的温度变化是相同的
C.绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达到的
D.在国际单位制中，温度的单位是 ℃
解析　根据T＝273.15 K＋t可知，热力学温度的0 K相当于摄氏温度的 －273.15 ℃，A错误；根据T＝273.15 K＋t可知，热力学温度每升高1 K和摄氏温度每升高1 ℃对应的温度变化是相同的，B正确；绝对零度是低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，C错误；在国际单位制中，温度的单位是K，D错误。
C
训练2 实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其示数为20 ℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其示数为80 ℃。下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时对应的温度计的示数，其中正确的是(　　)
A.41 ℃，60 ℃ B.21 ℃，40 ℃
C.35 ℃，56 ℃ D.35 ℃，36 ℃
随堂对点自测
2
A
1.(平衡态)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
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，故选A。
BC
2.(热平衡定律和温度)(多选)两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法正确的是(　　)
A.不能 B.可能
C.要看它们后来的温度是否相同 D.取决于其他状态参量是否相同
解析　只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他参量是否相同无关，故B、C正确。
AB
3.(温标)(多选)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
解析　由于T＝(t＋273)K，可知，－33 ℃相当于240 K，A正确；由T＝(t＋273)K，可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，C错误；初态温度为(t＋273)K，末态温度为(2t＋273)K，热力学温度升高了t K，D错误。
CD
4.(温标)(多选)空气温度计的原理图如图所示，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的性质制造的
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。
课后巩固训练
3
ABD
题组一　热平衡定律和温度
1.(多选)下列各系统处于平衡态的是(　　 )
A.放在0 ℃的房间里的冰水混合物
B.放在沸水中加热足够长时间的铜块
C.刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐
D.一瓶放在房间中很久的84消毒液
解析　系统处于平衡态时，其状态参量不变，铜块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物处在0 ℃环境中，其状态参量不再变化，即处于平衡态，故A、B正确；刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度与环境温度未达到相同，则未处于平衡态，故C错误；一瓶放在房间中很久的84消毒液，与环境温度相同，则处于平衡态，故D正确。
对点题组练
BCD
2.(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
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；由热平衡定律可知，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 。
BC
3.(多选)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，另一个系统的温度也升高了5 ℃，下列说法正确的是(　　)
A.两个系统不再是热平衡状态了 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
解析　由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态，故A错误，B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C正确，D错误。
AB
题组二　温标
4.(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
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；两者的关系为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。
A
5.强子对撞机加速器工作时，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，这时该温度用热力学温标来表示为(　　)
A.2 K B.271 K C.4 K D.0.1 K
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，A正确。
B
6.冬天，内蒙古的气温最低可达－42 ℃，为了测量那里的气温应选用(已知水银的熔点是－39.3 ℃；酒精的熔点是－114 ℃)(　　)
A.水银温度计 B.酒精温度计
C.水温度计 D.体温计
解析　水银的熔点是－39.3 ℃，低于－39.3 ℃时水银会凝固。水在零度就结冰，体温计的测量范围为35～42 ℃，而酒精的熔点是－114 ℃。所以只能选B。
B
7.关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是(　　)
A.某物体摄氏温度为10 ℃，即热力学温度为10 K
B.热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
C.摄氏温度升高10 ℃，对应热力学温度升高283 K
D.热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较
解析　由T＝t＋273.15 K得，某物体摄氏温度为10 ℃时，热力学温度为T＝(273.15＋10) K＝283.15 K，故A错误；ΔT＝Δt，即热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃，摄氏温度升高10 ℃，对应热力学温度升高10 K，故B正确，C错误；热力学温度和摄氏温度的温标不同，但可通过关系式T＝t＋273.15 K进行转换和比较，故D错误。
C
8.下列关于温标和温度的说法正确的是(　　)
A.今天最高气温是25 ℃，用热力学温度来表示即为25 K
B.今天最低气温是283 K，用摄氏温度来表示即为13 ℃
C.今天从早晨到中午，气温上升了10 ℃，用热力学温度来表示即上升10 K
D.今天从早晨到中午，气温上升了10 ℃，用热力学温度来表示即上升283 K
解析　根据热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273 K可得，25 ℃用热力学温度来表示为298 K，故A错误；283 K用摄氏温度来表示为t＝(283－273) ℃＝10 ℃，故B错误；气温上升了Δt＝10 ℃，由于数值上ΔT＝Δt，所以用热力学温度来表示即上升10 K，故C正确，D错误。
C
9.温度计是生活、生产中常用的测温装置。图为一个简易温度计，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 ℃
BD
综合提升练
10.(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4 K
D.若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃，即热力学温度277.15 K
解析　要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，但因隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的也不再是原热平衡状态下的温度，故选项A错误，B正确；T＝(t＋273.15) K＝277.15 K，故选项C错误，D正确。
ABC
11.(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片压合在一起的双金属片的弯曲程度随温度的变化而变化的原理制成的，如图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有(　　 )
A.该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B.双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C.由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D.由图乙可知，双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
解析　双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的，双金属片的弯曲程度随温度变化而变化，A、B正确；题图甲中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C正确；题图乙中，温度计示数是沿顺时针方向增大的，说明当温度升高时温度计指针沿顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D错误。
12.仿照实验室使用的液体温度计的原理，某同学设计了一个简易的气体温度计，如图所示，瓶中装的是气体，瓶塞密封不漏气，瓶塞上面细弯管中有一段液柱。
(1)当温度升高时，液柱将向哪边移动？
(2)此温度计如何标上刻度呢？
(3)你能说出这个温度计的测温原理吗？
(4)为了提高此温度计的灵敏度，便于读数，可采取什么措施？
答案　(1)左边　(2)见解析　(3)气体的热胀冷缩
(4)细弯管再细一点，瓶子再大些且气体再多些，细弯管内的液体适当少些等(写出一条即可)
解析　(1)当温度升高时，瓶内的气体受热膨胀挤压细弯管中的液柱，液柱就会向左移动。
(2)将此装置放在一个标准大气压下的冰水混合物中，稳定后在液柱正中间处标上0 ℃，将它放在一个标准大气压下的沸水中，稳定后在液柱正中间处标上100 ℃，然后将以上两个刻度之间的部分进行100等分，标上刻度就成了一个简易温度计。
(3)这个温度计的测温原理是气体的热胀冷缩。
(4)细弯管再细一点，瓶子再大些且气体再多些，细弯管内的液体适当少些等。
培优加强练
13.(教科版教材P42自我评价T3改编)水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度是4.0 cm；温度计浸在沸水中时，水银柱长度为24.0 cm；
(1)列出水银柱长度L与温度t的函数关系(只写关系式，不写取值范围)；
(2)温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4 cm，试求该溶液的沸点；
(3)在室温28 ℃时，水银柱的长度为多少？
答案　(1)L＝0.2t＋4　(2)107 ℃　(3)9.6 cm
解析　(1)设水银柱的长度L与温度t成线性关系：
L＝at＋b，当t＝0 ℃时，L＝4 cm
所以L＝a×0＋b＝b＝4
当t＝100 ℃时，L＝24 cm
所以L＝100a＋b＝100a＋4＝24
求得a＝0.2 cm/℃，b＝4 cm
因此得到水银柱长度与温度的关系L＝0.2t＋4。
(2)当L＝25.4 cm时，将其代入公式L＝0.2t＋4可得0.2t＋4＝25.4
解得t＝107 ℃
故该溶液的沸点为107 ℃。
(3)当t＝28 ℃时，代入公式L＝0.2t＋4，可得L＝0.2×28 cm＋4 cm＝9.6 cm。

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