4 温度和温标
[学习目标] 1.知道什么是状态参量，热平衡的概念．(重点)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．(重点)3.知道温度计的构造，会使用常见温度计．(重点)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．(重点、难点)
一、平衡态与状态参量
1．热力学系统：由大量分子组成的研究对象．
2．外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体．
3．状态参量：为确定系统的状态所需要的一些量，如：体积、压强、温度等．
4．平衡态：无外界影响、状态参量稳定的状态．
二、热平衡与温度
1．热平衡：两个相互接触的系统，它们之间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，经过一段时间，这两个系统的状态参量不再发生变化，即这两个系统达到了热平衡状态．
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：处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”，即温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理．
三、温度计与温标
1．温度计
|
名称
|
原 理
|
|
水银温度计
|
根据水银的热膨胀的性质来测量温度
|
|
金属电阻
|
|
|
温度计
|
根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度
|
|
气体温度计
|
根据气体压强随温度的变化来测量温度
|
|
热电偶温度计
|
根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度
|
2.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 ℃.在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100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“绝对温标”．
(3)摄氏温度与热力学温度：
|
摄氏温度
|
摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为℃
|
|
热力学
|
|
|
温度
|
热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K
|
|
换算关系
|
T＝t＋273.15 K
|
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(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状态的唯一物理量． (√)
(4)处于热平衡状态的系统内的分子仍在不停地做无规则运动，热平衡是一种动态平衡． (√)
(5)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的． (×)
2．(多选)下列物体中处于非平衡态的是( )
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
E．压缩密闭容器中的空气
ACE [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，A符合；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，B不符合；同理可知D也不符合；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，C符合；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，E符合．]
3．(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
E．系统达到热平衡，其温度一定相同
BCE [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、E正确．]
