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DIERZHANG
第二章
1　温度和温标
1.知道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(重难点)。
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(重点)。
学习目标
一、状态参量与平衡态
二、热平衡与温度
课时对点练
三、温度计与温标
内容索引
状态参量与平衡态
一
假如一个容器用挡板 K隔开，容器中的气体被分成A、B两部分，它们的压强分别为pA、pB，温度分别为TA、TB。打开挡板 K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态？
答案　会变成压强和温度一样的均匀的气体。
1.热力学系统和外界
(1)热力学系统：研究对象是容器中的 组成的系统，在热学中叫作热力学系统，简称系统。
(2)外界：系统之外与系统发生 的其他物体统称外界。
2.状态参量：用来描述系统状态的物理量。常用的状态参量有 、
、 等。
3.平衡态：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 达到的稳定状态。
梳理与总结
大量分子
相互作用
体积V
压强p
温度T
状态参量
1.将鸡蛋放在沸水中加热足够长时间，鸡蛋处于平衡态吗？
思考与讨论
答案　鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，其温度、压强和体积都不再变化，是平衡态。
2.一根长铁丝，一端插入到100 ℃的沸水中，另一端放入到0 ℃ 恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？为什么？
答案　这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外界的影响。
　 (多选)(2023·阜阳市高二月考)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.两个物体间传热时，它们组成的系统处于非平衡态
例1
√
√
由于描述系统的各种性质需要不同的物理量，只要其中某个状态参量发生变化，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，选项A错误；
系统处于平衡态或非平衡态都存在状态参量，选项C错误；
当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，选项B正确；
两个物体间传热时，两个物体组成的系统内部存在温差，故系统处于非平衡态，选项D正确。
总结提升
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。
返回
热平衡与温度
二
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 ，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 。
3.温度：热平衡中，表征“共同的 性质”的物理量。
4.热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的 。
不再变化
热平衡
热学
温度
1.用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升。当上升到36 ℃左右时，为什么不再上升？
思考与讨论
答案　因为体温计与人体温度相同，即达到了热平衡。
2.某工人在拿铁棒和木头时感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？说明理由？
答案　不对。由于铁棒和木头都与周围环境达到热平衡。故它们温度相同，之所以感到铁棒特别凉，是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量多。
　(多选)关于热平衡，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.如果两个系统分别同时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.温度是反映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
例2
√
√
√
温度是反映两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，但不能说它们具有相同的热量 ，A错误，C正确；
根据热平衡定律知，当两个系统分别同时和第三个系统达到热平衡时，这两个系统必定达到热平衡，这是温度计的测温原理，B、D正确。
　下列关于热平衡的理解正确的是
A.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡
B.A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡
C.甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再
将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的
D.热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同
例3
√
标准状况下冰水混合物的温度为0 ℃，与0 ℃的水达到了热平衡，故A错误；
根据热平衡定律，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡，故B正确；
甲、乙、丙物体温度不相等，甲、乙接触后达到热平衡温度与乙、丙接触后达到热平衡后的温度不一定相等，所以甲、丙不一定处于热平衡，故C错误；
根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误。
总结提升
平衡态与热平衡的区别与联系
返回
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
温度计与温标
三
1.如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是 。
2.确定一个温标的方法
(1)选择一种 物质。
(2)确定测温物质用以测温的某种性质。
(3)确定温度的 和 的方法。
温标
测温
零点
分度
3.热力学温度T与摄氏温度t
(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________
为0 ℃， 为 100 ℃，在0 ℃ 和100 ℃之间均匀分成 ，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。热力学温标表示的温度叫 。它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 ，符号为 。
(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T= 。
冰的熔点
水的沸点
100等份
热力学温度
开尔文
K
t+273.15 K
如果物体的温度是1 ℃，也可以说物体的温度是多少K？如果物体的温度升高了1 ℃，也可以说物体的温度升高了多少K？
思考与讨论
答案　274.15 K　1 K
　关于温度与温标，下列说法正确的是
A.温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度
B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值
C.摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 K
D.热力学温度升高3 K，摄氏温度升高3 ℃
例4
√
温标就是按照一定的标准划分的温度标志，就像测量物体的长度要用长度标尺一样，是一种人为的规定，分华氏温标、热力学温标、摄氏温标。而温度表示的是物体的冷热程度，所以温度与温标不是一回事，A错误；
热力学温度不可以取负值，B错误；
根据T=t+273.15 K，温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高3 K，C错误，D正确。
返回
课时对点练
四
考点一　平衡态与热平衡
1.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
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基础对点练
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如果一个系统达到了平衡态，则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A正确。
2.(2024·昆明市高二期中)下列说法正确的是
A.处于热平衡的两个物体内能一定相等
B.处于热平衡的两个物体分子平均动能一定相等
C.处于平衡态的系统所受外力的合力为零
D.处于平衡态的系统内所有分子的动能相同
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处于热平衡的两个物体的温度相等，因此分子平均动能相等，但内能不一定相同，故A错误，B正确；
系统内各部分状态参量，包括温度、压强、体积等，能够达到稳定的状态叫作平衡态，是热力学范畴，当系统所受合外力不为零时，只要系统内各部分状态参量能够达到稳定的状态，系统也能处于平衡态，故C错误；
处于平衡态的系统内分子的平均动能不变，但分子的热运动是无规则的，并不是所有的分子的动能都相同，故D错误。
3.(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几分钟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
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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。
4.(2023·普宁市高二月考)关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是
A.只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态
B.两个系统在接触时，它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的
温度是相等的
C.热平衡就是平衡态
D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等
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一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义知，所有状态参量都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；
根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，B正确，D错误；
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，C错误。
考点二　温度计与温标
5.关于热力学温度，下列说法中正确的是
A.-33 ℃与240.15 K表示不同的温度
B.摄氏温度与热力学温度都不可能取负值
C.温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K
D.温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了(273.15+t) K
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由摄氏温度与热力学温度的关系可知-33 ℃与240.15 K表示相同的温度，A错误；
热力学温度不可能取负值，但摄氏温度可取负值，B错误；
由摄氏温度与热力学温度的关系可知ΔT=Δt，即热力学温标温度数值的变化量总等于摄氏温标温度数值的变化量，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，C正确；
初态热力学温度为(273.15+t) K，末态为(273.15+2t) K，温度变化了t K，D错误。
6.(2023·金华市高二月考)金华6月某天的最高温度为36 ℃，最低温度为27 ℃，用热力学温标来表示金华这一天的最高温度和最大温差分别为
A.36 K；9 K B.309 K；9 K
C.36 K；300 K D.309 K；282 K
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最高温度和最低温度分别为
T1=273 K+t1=(273+36) K=309 K
T2=273 K+t2=(273+27) K=300 K
最大温差为ΔT=T1-T2=309 K-300 K=9 K，故选B。
7.(多选)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(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
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能力综合练
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乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界都没有传热，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。
8.(2024·邯郸市高二月考)温度计是生活、生产中常用的测温装置。如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 ℃
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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 ℃，故选项C正确，D错误。
9.(多选)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的性质制造的
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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。
10.(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
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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。
返回1　温度和温标
［学习目标］　1.知道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(重难点)。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(重点)。
　　　　　　　　　　　　　　　　
一、状态参量与平衡态
假如一个容器用挡板 K隔开，容器中的气体被分成A、B两部分，它们的压强分别为pA、pB，温度分别为TA、TB。打开挡板 K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1.热力学系统和外界
(1)热力学系统：研究对象是容器中的　　　　　　组成的系统，在热学中叫作热力学系统，简称系统。
(2)外界：系统之外与系统发生　　　　　　的其他物体统称外界。
2.状态参量：用来描述系统状态的物理量。常用的状态参量有　　　　　、　　　　　、　　　　等。
3.平衡态：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　　　　达到的稳定状态。
1.将鸡蛋放在沸水中加热足够长时间，鸡蛋处于平衡态吗？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.一根长铁丝，一端插入到100 ℃的沸水中，另一端放入到0 ℃ 恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例1　(多选)(2023·阜阳市高二月考)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.两个物体间传热时，它们组成的系统处于非平衡态
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。
二、热平衡与温度
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　　　　　　，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　　　　。
3.温度：热平衡中，表征“共同的　　　　性质”的物理量。
4.热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的　　　　。
1.用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升。当上升到36 ℃左右时，为什么不再上升？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.某工人在拿铁棒和木头时感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？说明理由？
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例2　(多选)关于热平衡，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.如果两个系统分别同时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.温度是反映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
例3　下列关于热平衡的理解正确的是(　　)
A.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡
B.A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡
C.甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的
D.热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同
平衡态与热平衡的区别与联系
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
三、温度计与温标
1.如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是　　　　。
2.确定一个温标的方法
(1)选择一种　　　　物质。
(2)确定测温物质用以测温的某种性质。
(3)确定温度的　　　　和　　　　的方法。
3.热力学温度T与摄氏温度t
(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　　　　　　　　为0 ℃，　　　　　　　为 100 ℃，在0 ℃ 和100 ℃之间均匀分成　　　　　，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。热力学温标表示的温度叫　　　　　　。它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　　　　，符号为　　　　。
(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T=　　　　。
如果物体的温度是1 ℃，也可以说物体的温度是多少K？如果物体的温度升高了1 ℃，也可以说物体的温度升高了多少K？
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例4　关于温度与温标，下列说法正确的是(　　)
A.温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度
B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值
C.摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 K
D.热力学温度升高3 K，摄氏温度升高3 ℃
答案精析
一、
会变成压强和温度一样的均匀的气体。
梳理与总结
1.(1)大量分子　(2)相互作用　
2.体积V　压强p　温度T　
3.状态参量　
思考与讨论
1.鸡蛋放在沸水中加热足够长的时间，其温度、压强和体积都不再变化，是平衡态。
2.这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外界的影响。
例1　BD　［由于描述系统的各种性质需要不同的物理量，只要其中某个状态参量发生变化，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，选项A错误；系统处于平衡态或非平衡态都存在状态参量，选项C错误；当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，选项B正确；两个物体间传热时，两个物体组成的系统内部存在温差，故系统处于非平衡态，选项D正确。］
二、
1.不再变化　
2.热平衡　
3.热学　
4.温度　
思考与讨论
1.因为体温计与人体温度相同，即达到了热平衡。
2.不对。由于铁棒和木头都与周围环境达到热平衡。故它们温度相同，之所以感到铁棒特别凉，是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量多。
例2　BCD　［温度是反映两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，但不能说它们具有相同的热量 ，A错误，C正确；根据热平衡定律知，当两个系统分别同时和第三个系统达到热平衡时，这两个系统必定达到热平衡，这是温度计的测温原理，B、D正确。］
例3　B　［标准状况下冰水混合物的温度为0 ℃，与0 ℃的水达到了热平衡，故A错误；根据热平衡定律，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统也达到了热平衡，故B正确；甲、乙、丙物体温度不相等，甲、乙接触后达到热平衡温度与乙、丙接触后达到热平衡后的温度不一定相等，所以甲、丙不一定处于热平衡，故C错误；根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误。］
三、
1.温标　
2.(1)测温　(3)零点　分度　
3.(1)冰的熔点　水的沸点　100等份　(2)热力学温度　开尔文　K　(3)t+273.15 K　
思考与讨论
274.15 K　1 K
例4　D　［温标就是按照一定的标准划分的温度标志，就像测量物体的长度要用长度标尺一样，是一种人为的规定，分华氏温标、热力学温标、摄氏温标。而温度表示的是物体的冷热程度，所以温度与温标不是一回事，A错误；热力学温度不可以取负值，B错误；根据T=t+273.15 K，温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高3 K，C错误，D正确。］

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