资源简介

1　温度和温标
课后·训练提升
一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.下列关于温度的说法正确的是(　　)
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℃
答案:B
解析:根据T=273.15K+t,热力学温度的0K相当于摄氏温度的-273.15℃,选项A错误;根据T=273.15K+t,热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1℃对应的温度变化是相同的,选项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,选项C错误;在国际单位制中,温度的单位是K,选项D错误。
2.一个房间内,上午10点时的温度为16 ℃,下午2点时的温度为24 ℃,则下午2点与上午10点相比较,房间内的空气分子的平均动能(　　)
A.增大
B.减小
C.不变
D.无法确定
答案:A
解析:分子的平均动能只与温度有关,所以下午2点温度高,分子平均动能大于上午10点的分子平均动能,选项A正确,B、C、D错误。
3.某日气温最低为-2 ℃、最高为7 ℃,用热力学温标表示该日的最大温差是(　　)
A.5 K
B.278 K
C.9 K
D.282 K
答案:C
解析:日气温最低为-2℃、最高为7℃,则该日的最大温差是9℃,因Δt=ΔT,则用热力学温标表示该日的最大温差是9K,故选项C正确。
4.温度计是生活、生产中常用的测温仪器。下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,烧瓶内封闭有一定质量的气体。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及此时有色水柱下端对应温度分别为(　　)
A.20 ℃、80 ℃、64 ℃
B.20 ℃、80 ℃、68 ℃
C.80 ℃、20 ℃、32 ℃
D.80 ℃、20 ℃、34 ℃
答案:C
解析:该温度计是利用气体的热胀冷缩原理制成的,温度升高时烧瓶内气体膨胀,有色水柱上升;温度降低时烧瓶内气体收缩,有色水柱下降,因A、D间的测量范围为20~80℃,可得A点对应80℃,D点对应20℃,A、D间刻度均匀分布,每小格表示=4℃,则有色水柱下端对应温度为20℃+3×4℃=32℃,选项A、B、D错误,C正确。
二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)
5.两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
答案:BC
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,选项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, 选项D错误,C正确。
6.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铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的,如图乙所示。已知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.该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,其双金属片的内层一定为铜,外层一定为铁
答案:ABC
解析:该温度计是利用热膨胀系数不同的铜和铁金属制成的双金属片工作的,双金属片的弯曲程度随温度而变化,选项A、B正确;如题图甲所示,加热时双金属片的弯曲程度增大,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,选项C正确;如题图乙所示,温度计示数是顺时针方向增大,说明当温度升高时,温度计指针按顺时针方向转动,则其双金属片的弯曲程度在增大,故可知双金属片的内层一定是铁,外层一定是铜,选项D错误。(共44张PPT)
1　温度和温标
课前·基础认知
课堂·重难突破
素养·目标定位
随堂训练　
素养 目标定位
目 标 素 养
1.知道状态参量以及热平衡的概念。
2.理解热平衡定律及温度的意义,体会生活中的热平衡现象。
3.知道温度计的构造,会使用常见的温度计。
4.理解温标、热力学温度的意义,掌握摄氏温度与热力学温度的区别与联系。
知 识 概 览
课前·基础认知
一、状态参量与平衡态
1.热力学系统。
研究某一容器中气体的热学性质,其研究对象是容器中的　大量分子　组成的系统。这在热学中叫作一个热力学系统。
2.外界。
系统之外与系统发生相互作用的　其他物体　的统称。
3.状态参量。
描述系统性质的物理量,常用的物理量有几何参量　体积V　、力学参量　压强p　、热学参量　温度T　。
4.平衡态。
系统在没有外界影响的情况下,经过足够长的时间,系统内各部分的　状态参量　达到稳定的状态。
二、 热平衡与温度
1.热平衡:两个相互接触的热力学系统的　状态参量　不再变化。
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　。
3.温度:两个达到热平衡的系统所具有的共同的 热学性质 。温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,它的特征是“一切达到热平衡的系统都具有　相同　的温度”。
微判断 (1)当系统处于平衡态时,系统的温度、压强、体积等都不随时间变化。(　　)
(2)平衡态是一种理想情况。(　　)
(3)温度是决定两个系统是否达到热平衡的唯一物理量。
(　　)
(4)处于平衡态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动,平衡态是一种动态平衡。(　　)
√
√
√
√
三、温度计与温标
1.温标:定量描述温度的方法。
(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 ℃　;并据此把温度计的玻璃管上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。
(3)摄氏温度与热力学温度。
2.温度计。
微思考 物体温度升高了1 ℃就是升高了273.15 K吗
提示:不是。温度升高了1 ℃,也就是升高了1 K,即在表示温差时,ΔT=Δt。
课堂·重难突破
重难归纳
1.平衡态的理解。
(1)平衡态的特点:系统温度、压强、体积不发生变化。
(2)热力学的平衡态是一种动态平衡。在平衡态下,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,表现为系统的状态参量不随时间变化。
(3)平衡态是一种理想情况。任何系统完全不受外界影响是不可能的,系统处于平衡态时,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
一 对平衡态与热平衡的理解
2.判断热力学系统是否处于平衡态的方法。
(1)先判断热力学系统是否受到外界的影响,再判断系统的状态参量(压强、体积和温度)是否发生变化。
(2)如果系统不受外界的影响,且状态参量不发生变化,系统就处于平衡态,否则就是非平衡态。
3.热平衡的理解。
(1)只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,我们就说这两个系统达到了热平衡。
(2)决定两个系统是否达到了热平衡的参量是温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度,或者说,具有相同温度的系统达到了热平衡。
(3)热平衡定律的意义。
热平衡定律又叫热力学第零定律,为温度的测量提供了理论依据。因为处于热平衡的物体具有相同的温度,所以比较各物体温度时,不需要将各个物体直接接触,只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触,即可比较温度的高低。
4.平衡态与热平衡概念的区别。
研究对象 (1)平衡态是对某一系统而言的。
(2)热平衡是对两个接触的系统而言的
状态性质 (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之间不一定已经达到热平衡。
(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
判断依据 (1)系统不受外界影响,状态参量不变,则该系统处于平衡态。
(2)两个系统的温度相同,则这两个系统处于热平衡
一金属棒的一端与0 ℃的冰接触,另一端与100 ℃的水接触,并且保持两端冰、水的温度不变。当经过充分长时间后,金属棒所处的状态是否为平衡态 为什么
提示:因金属棒一端与0 ℃的冰接触,另一端与100 ℃的水接触,并且保持两端冰、水的温度不变,金属棒两端温度始终不相同,虽然金属棒内部温度分布处于一种稳定状态,但其内部总存在着沿一定方向的能量交换,金属棒不是一个封闭的系统,所以金属棒所处的状态不是平衡态。
典例剖析
(多选)下列物体处于平衡态的是(　　)
A.冰水混合物处在1 ℃的环境中
B.将一铝块放入沸水中加热较长的时间
C.冬天刚打开空调的教室内的气体
D.用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间
答案:BD
解析:冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量,温度升高,不是平衡态,选项A错误;当铝块放在沸水中足够长的时间,铝块各部分的温度与沸水的温度相同,达到平衡态,选项B正确;同理可知选项D正确;冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同,不是平衡态,选项C错误。
规律总结 1.平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡,表现为宏观状态参量的不变化。
2.系统要处于平衡态,必须要经过较长一段时间,直到系统内所有性质都不随时间变化为止。
3.处于平衡态的系统与外界没有能量的交换。
学以致用
下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是(　　)
A.开空调2 min内教室内的气体处于平衡态
B.两个温度不同的物体相互接触,这两个物体组成的系统处于非平衡态
C.两个物体发生热传递时,能量在它们组成的系统中传递,对整个系统而言处于平衡态
D.压缩密闭容器中的空气,空气处于平衡态
答案:B
解析:开空调2 min内教室内的气体温度要变化,故不是平衡态,选项A错误;两物体温度不同,接触后高温物体会向低温物体传热,是非平衡态,选项B正确;两个物体发生热传递时,两个物体组成的系统内部仍存在温差,故系统处于非平衡态,选项C错误;压缩密闭容器中的空气,要对空气做功,机械能转化为内能,不是平衡态,选项D错误。
重难归纳
1.“温度”含义的两种说法。
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s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,这样的定义更具有科学性
二 温度与温标
2.温度计的原理。
温度计的测温原理是热平衡定律,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。
3.温标。
(1)建立一种温标的三要素。
①选择测温物质(水银/铂/气体/热电偶)。
②确定测温属性(体积/电阻/压强/电动势)。
③选定温度零点和分度方法。
(2)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标。
(3)比较摄氏温标和热力学温标。
比较项 摄氏温标 热力学温标
零度的规定 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 t T
单位名称 摄氏度 开尔文
单位符号 ℃ K
关系 T=t+273.15 K, 粗略表示:T=t+273 K 四季变换,阴晴冷暖,我们每天都会关注天气预报,适当增减衣物。某天的天气预报概要如下:今日天气多云,温度14~26 ℃。在24小时的时间内,随着气温的变化,测量气温的温度计示数也会变化,那么,在较短的一段时间里,温度计与大气达到热平衡了吗
提示:达到热平衡了。因为在较短的一段时间里两个系统的状态参量不发生变化。
典例剖析
(多选)关于热力学温度,下列说法正确的是(　　)
A.-33 ℃=240 K
B.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K
C.-136 ℃比136 K温度高
D.温度由t(t的单位为摄氏度)升至2t,对应的热力学温度升高了273 K+t
答案:ABC
解析:由T=273 K+t可知-33 ℃=240 K,选项A正确;-136 ℃=137 K,比136 K温度高,选项C正确;选项D中初态热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t,温度变化t,故选项B正确,D错误。
规律总结 1.热力学温度与摄氏温度的关系是T=t+273.15 K,因此对于同一温度来说,用不同的温标表示,数值不同,这是因为零值选取不同。
2.在热力学温标与摄氏温标中,热力学温度升高(或降低)1 K,则摄氏温度也升高(或降低)1 ℃。
学以致用
(多选)如果物体的温度从27 ℃升高到127 ℃,用热力学温度表示,以下说法正确的是(　　)
A.物体的温度升高了400 K B.物体的温度升高了100 K
C.物体的温度升高到400 K D.物体的温度升高到373 K
答案:BC
解析:由T=t+273 K知27 ℃时对应的热力学温度为300 K,127 ℃时对应的热力学温度为400 K,所以升高了100 K,选项B、C正确,A、D错误。
随堂训练
1.气体分子热运动的平均动能取决于气体的(　　)
A.体积 B.温度
C.压强 D.密度
答案:B
解析:由于温度是分子平均动能的标志,所以气体分子的平均动能宏观上取决于温度,故选项B正确,A、C、D错误。
2.关于平衡态和热平衡,下列说法正确的是(　　)
A.热平衡就是平衡态
B.只要系统的温度不变化,系统就处于平衡态
C.处于热平衡的两个系统内能一定相同
D.处于热平衡的两个系统温度一定相同
答案:D
解析: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,故选项A错误;一个系统的各状态参量都不变化,系统才处于平衡态,仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论,故选项B错误;如果两个系统处于热平衡状态,则它们的温度一定相同,但是内能不一定相同,故选项C错误,D正确。
3.关于温度的概念,下列说法正确的是(　　)
A.某物体的温度为0 ℃,则其中每个分子的温度都为0 ℃
B.温度是物体分子热运动的平均速率的标志
C.温度是物体分子热运动的平均动能的标志
D.温度可从高温物体传递到低温物体,达到热平衡时,两物体温度相等
答案:C
解析:温度是物体的宏观特征,是大量分子热运动的宏观表现,对一个分子不能谈温度,选项A错误;温度是物体分子平均动能的标志,而不是分子平均速率的标志,选项B错误,C正确;热量才可从高温物体传递到低温物体,达到热平衡时,两物体温度相等,选项D错误。
4.在国际单位制中,温度的量度使用热力学温标,它是以-273 ℃为零点的温标,那么用热力学温标表示标准大气压下冰水混合物的温度应该是(　　)
A.0 ℃ B.0 K
C.273 ℃ D.273 K
答案:D
解析:摄氏温度t与热力学温度T的换算关系是T=t+273 K,当t=0 ℃时,T=273 K,故选项D正确。
5.关于热力学温标和摄氏温标(　　)
A.某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度10 K
B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C.热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1 ℃
D.热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
答案:D
解析:某物体摄氏温度10 ℃,即热力学温度(273+10) K=283 K,选项A错误;热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等,则热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃,选项B、C错误,D正确。
6.1千克0 ℃的水变成0 ℃的冰的过程中,下列说法正确的是
(　　)
A.分子平均动能变小 B.分子势能变小
C.内能变大 D.内能不变
答案:B
解析:1千克0 ℃的水变成0 ℃的冰的过程中,温度不变,则分子平均动能不变;因该过程放出热量,可知内能减小,分子势能减小。故选项B正确,A、C、D错误。

展开更多......

收起↑