第二章气体、固体和液体 1.温度和温标 素养·目标定位 目标素养 知识概览 平衡态 热力学系统 状态参量 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 温度和温标 →两种温标 →T=1+273.15K 热平衡现象。 热平衡→热平衡定律→温度 应 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。 能够判断两个系统是否处于热平衡状态 会运用公式T=1+273.15K进行换算 课前·基础认知 一、状态参量与平衡态 状态 1.热力学系统。 答案B 研究某一容器中气体的热学性质，其研究对象是容器中 解析系统处于非平衡状态时状态参量会发生变化，两 的大量分子组成的系统。这在热学中叫作一个热力学 物体发生热传递表示温度在发生变化，选项A,D错误：当系 系统。 统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态 2.外界。 参量将会相同，达到平衡态，选项B正确：状态参量是描述 系统之外与系统发生相互作用的其他物体的统称。 系统状态的物理量，无论系统处于何种状态都具有状态参 3.状态参量。 量，选项C错误。 描述系统性质的物理量，常用的物理量有几何参量体 二、热平衡与温度 积V、力学参量压强p、热学参量温度T。 1.热平衡：两个相互接触的热力学系统的状态参量不 4.平衡态。 再变化。 系统在没有外界影响的情况下，经过足够长的时间，系 2.热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热 统内各部分的状态参量达到稳定的状态。 平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 微思考D一根长铁丝，一端插入100℃的沸水中， 3.热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的 另一端放入0℃的恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁 温度。 丝有一定的分布，而且不随时间变化，这种状态是否为平 4.温度：表征互为热平衡系统的共同热学性质的物 衡态？ 理量。 提示这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为 微思考2“平衡态”和“热平衡”是一回事吗？ 存在外在因素的影响。 提示不是。“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平 微训练D下列说法正确的是() 衡”指的是两个系统之间的关系，两者不是一回事，不能 A.状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平 混淆。 衡状态时各部分的状态参量不发生变化 徽训练2如果两个系统通过相互作用，实现了热平 B.当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内 衡，那么这两个系统() 部各部分状态参量将会相同 A.一定具有相同的压强 C,只有处于平衡状态的系统才有状态参量 B.一定具有相同的温度 D.两物体发生热传递时，它们组成的系统处于平衡 C,一定具有相同的体积 36
第二章 气体、固体和液体 1.温度和温标 素养·目标定位 目 标 素 养 知 识 概 览 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。 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。 微思考 1 一根长铁丝,一端插入100℃的沸水中, 另一端放入0℃的恒温源中,经过足够长的时间,温度随铁 丝有一定的分布,而且不随时间变化,这种状态是否为平 衡态? 提示 这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为 存在外在因素的影响。 微训练 1 下列说法正确的是( ) A.状态参量是描述系统状态的物理量,系统处于非平 衡状态时各部分的状态参量不发生变化 B.当系统不受外界影响且经过足够长的时间时,其内 部各部分状态参量将会相同 C.只有处于平衡状态的系统才有状态参量 D.两物体发生热传递时,它们组成的系统处于平衡 状态 答案 B 解析 系统处于非平衡状态时状态参量会发生变化,两 物体发生热传递表示温度在发生变化,选项 A、D错误;当系 统不受外界影响且经过足够长的时间时,其内部各部分状态 参量将会相同,达到平衡态,选项B正确;状态参量是描述 系统状态的物理量,无论系统处于何种状态都具有状态参 量,选项C错误。 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.热平衡的性质:一切达到热平衡的系统都具有相同的 温度 。 4.温度:表征互为热平衡系统的共同 热学性质 的物 理量。 微思考 2 “平衡态”和“热平衡”是一回事吗? 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,两者不是一回事,不能 混淆。 微训练 2 如果两个系统通过相互作用,实现了热平 衡,那么这两个系统( ) A.一定具有相同的压强 B.一定具有相同的温度 C.一定具有相同的体积 36
第二章 气体、固体和液体 D.一定同时具有相同的温度、压强和体积 2.温度计。 答案B 名称 测温原理 解析两个系统实现了热平衡，它们具有一个“共同性 水银温度计 根据水银的热膨胀的性质来测量温度 质”，这就是温度，或者说温度是决定一个系统与另一个系统 金属电 是否达到热平衡状态的物理量，故选项B正确，A、C、D 根据金属的电阻率随温度的变化来测量温度 阻温度计 错误。 压力表式 三、温度计与温标 根据气体压强随温度的变化来测量温度 温度计 1,温标：定量描述温度的方法」 热电偶 根据不同导体因温差产生电动势的大小不同 ()摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气 温度计 来测量温度 压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃：并据此把玻璃管 微思考3物体温度升高了1℃就是升高了273.15K吗？ 上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算作 1℃。 提示不是。温度升高了1℃，也就是升高了1K,即 (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法。 在表示温差时，△T=△。 (3)摄氏温度与热力学温度。 微训练3下列关于温度的各种说法正确的是 ( 摄氏温标表示的温度，用符号1表示，单位是摄氏 A.某物体温度升高了200K,也就是升高了200℃ 摄氏温度 度，符号为℃ B.某物体温度升高了200℃，也就是升高了473K C.-200℃比-250℃温度低 D.200℃和200K的温度相同 热力学 热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是开 答案A 温度 尔文，符号为K 解析热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相 等的，温度升高200℃，也可以说温度升高200K,故选项A 正确，B错误；一200℃比一250℃温度高，故选项C错误： 换算关系T=t+273.15K 由热力学温度T=t十273.15K可知，200℃和200K的温 度不相同，故选项D错误。 课堂 重难突破 状态参量与平衡态 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 重难归纳 D.用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间 答案BD 1.平衡态：系统在没有外界影响的情况下，各部分的状 态参量不发生变化而达到稳定的状态。 解析冰水混合物在1℃的环境中要吸收热量，温度升 2.平衡态的理解。 高，不是平衡态，选项A错误；当铝块放在沸水中足够长的 (1)平衡态是一种动态平衡状态。组成系统的分子仍在 时间，铝块各部分的温度与沸水的温度相同，达到平衡态，选 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 项B正确；同理可知选项D正确：冬天刚打开室调的教室内 化，表现为系统的宏观性质不随时间变化。 的气体各部分温度不同，不是平衡态，选项C错误。 (2)平衡态是一种理想化的状态模型。因为任何系统完 全不受外界影响是不可能的。 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。 (3)区别于力学中的平衡态。力学中的平衡态是指物体 2.系统要处于平衡态，必须要经过较长一段时间，直 的运动状态处于静止或匀速直线运动状态。 到系统内所有性质都不随时间变化为止。 ?情境体验 3.处于平衡态的系统与外界没有能量的交换。 当系统处于平衡态时，系统的所有性质都不随时间变 化，是绝对不变的吗？ 学以致用 提示不是。平衡态是一种动态平衡状态，组成系统的 下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是( ) 分子仍在不停地做无规则运动。 A.开空调2min内教室内的气体处于平衡态 典例剖析 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 （多选)下列物体处于平衡态的是( C,两个物体发生热传递时，能量在它们组成的系统中 A冰水混合物处在1℃的环境中 传递，对整个系统而言处于平衡态 37
第二章 气体、固体和液体 D.一定同时具有相同的温度、压强和体积 答案 B 解析 两个系统实现了热平衡,它们具有一个“共同性 质”,这就是温度,或者说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,故选项 B 正确,A、C、D 错误。 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。 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+273.15K 2.温度计。 名称 测温原理 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 根据金属的 电阻率 随温度的变化来测量温度 压力表式 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 产生电动势的大小不同 来测量温度 微思考 3 物体温度升高了1℃就是升高了273.15K吗? 提示 不是。温度升高了1℃,也就是升高了1K,即 在表示温差时,ΔT=Δt。 微训练 3 下列关于温度的各种说法正确的是 ( ) A.某物体温度升高了200K,也就是升高了200℃ B.某物体温度升高了200℃,也就是升高了473K C.-200℃比-250℃温度低 D.200℃和200K的温度相同 答案 A 解析 热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相 等的,温度升高200℃,也可以说温度升高200K,故选项 A 正确,B错误;-200℃比-250℃温度高,故选项 C错误; 由热力学温度T=t+273.15K可知,200℃和200K的温 度不相同,故选项D错误。 课堂·重难突破 一 状态参量与平衡态 重难归纳 1.平衡态:系统在没有外界影响的情况下,各部分的状 态参量不发生变化而达到稳定的状态。 2.平衡态的理解。 (1)平衡态是一种动态平衡状态。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,表现为系统的宏观性质不随时间变化。 (2)平衡态是一种理想化的状态模型。因为任何系统完 全不受外界影响是不可能的。 (3)区别于力学中的平衡态。力学中的平衡态是指物体 的运动状态处于静止或匀速直线运动状态。 当系统处于平衡态时,系统的所有性质都不随时间变 化,是绝对不变的吗? 提示 不是。平衡态是一种动态平衡状态,组成系统的 分子仍在不停地做无规则运动。 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。 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2min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 37
物理 选择性必修第三册 配人教版 D.压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 规律总结 答案B 热平衡与温度理解的两个误区 解析开空调2min内教室内的气体温度、体积均要变 误区1：误认为只要温度不变，系统就处于平衡态 化，故不是平衡态，选项A错误：两物体温度不同，接触后高 产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念，当系 温物体会向低温物体传热，是非平衡态，选项B正确：两个 统内包括温度在内的所有状态参量都不随时间变化时，系统 物体发生热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差， 才会处于平衡态。 故系统处于非平衡态，选项C错误；压缩密闭容器中的空 误区2：误认为平衡态就是热平衡 气，要对空气做功，机械能转化为内能，不是平衡态，选项D 产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关 错误。 系，错误地认为处于平衡态的两个物体之间一定会处于 二热平衡与温度 热平衡状态。其实各自处于平衡态的两个物体温度不一 定相同，它们接触后各自的状态会发生变化，直到达到热 重难归纳 平衡为止。 热平衡：两个相互接触的热力学系统的状态参量 不再变化 学以致用 热平衡的特点：一切达到热平衡的系统都具有相 (多选)两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响， 热 同的温度 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 热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达 状态的说法，正确的是() 热 衡 平 到热平衡，那么这两个系统彼此之间 A.不能 也必定处于热平衡 B.要看它们后来的温度是否相同 温 热平衡定律的意义：为温度的测量提供了理 C,取决于其他状态参量是否相同 度 论依据 D.系统达到热平衡，其温度一定相同 宏观上：温度表示物体冷热程度的物理量，温度 答案BD 是判断一个系统是否达到热平衡的物理量 度 微观上：反映物体内分子热运动的剧烈程度， 解析只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平 是大量分子热运动平均动能的标志 衡状态，而与其他参量是否相同无关，故选项BD正确。 ”情境匝罗 三 温度计与温标 两个相互接触的物体经过一定的时间一定能够达到热 重难归纳 平衡吗？ 提示不一定。如果一个物体的温度持续升高，两个物 1.温度计测量原理。 体之间总存在一个温度差，就不能达到热平衡状态。 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度，使温度计与 待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同。 典例剖析 2.温标。 关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是() (1)常见的温标有摄氏温标、热力学温标。 A.只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 (2)比较摄氏温标和热力学温标。 B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化，说明这 比较项 摄氏温标 热力学温标 两个系统原来的温度是相等的 零度的 标准大气压下冰水混合 C.热平衡就是平衡态 -273.15℃ 规定 物的温度 D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等 答案B 温度名称 摄氏温度 热力学温度 解析一般来说，描述系统的状态参量不只是一个，根 温度符号 T 据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，系统才处于平 单位名称 摄氏度 开尔文 衡态，选项A错误；根据热平衡的定义知处于热平衡的两个 单位符号 ℃ 系统温度相同，故选项B正确，D错误：平衡态是针对某一系 关系 统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，故选项 T=t+273.15K,粗略表示：T=1+273K C错误。 ?情境体验 一10℃与10K哪个温度高？是不是带负号的温度 定低于带正号的温度？ 38
物 理 选择性必修 第三册 配人教版 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2min内教室内的气体温度、体积均要变 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。 二 热平衡与温度 重难归纳 热 平 衡 与 温 度 热 平 衡 热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量 不再变化 热平衡的特点:一切达到热平衡的系统都具有相 同的温度 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 热平衡定律的意义:为温度的测量提供了理 论依据 温 度 宏观上:温度表示物体冷热程度的物理量,温度 是判断一个系统是否达到热平衡的物理量 微观上:反映物体内分子热运动的剧烈程度, 是大量分子热运动平均动能的标志 两个相互接触的物体经过一定的时间一定能够达到热 平衡吗? 提示 不一定。如果一个物体的温度持续升高,两个物 体之间总存在一个温度差,就不能达到热平衡状态。 典例剖析 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 答案 B 解析 一般来说,描述系统的状态参量不只是一个,根 据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化,系统才处于平 衡态,选项 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,故选项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,故选项 C错误。 热平衡与温度理解的两个误区 误区1:误认为只要温度不变,系统就处于平衡态 产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念,当系 统内包括温度在内的所有状态参量都不随时间变化时,系统 才会处于平衡态。 误区2:误认为平衡态就是热平衡 产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关 系,错误地认为处于平衡态的两个物体之间一定会处于 热平衡状态。其实各自处于平衡态的两个物体温度不一 定相同,它们接触后各自的状态会发生变化,直到达到热 平衡为止。 学以致用 (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.要看它们后来的温度是否相同 C.取决于其他状态参量是否相同 D.系统达到热平衡,其温度一定相同 答案 BD 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,故选项B、D正确。 三 温度计与温标 重难归纳 1.温度计测量原理。 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度,使温度计与 待测物体接触,达到热平衡,其温度与待测物体的温度相同。 2.温标。 (1)常见的温标有摄氏温标、热力学温标。 (2)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+273.15K,粗略表示:T=t+273K -10℃与10K哪个温度高? 是不是带负号的温度一 定低于带正号的温度? 38
第二章气体、固体和液体 提示要比较一10℃与10K温度的高低必须先统一 规律总结 1,热力学温度与摄氏温度的关系是T= 单位，-10℃=263.15K>10K。如果单位不同，带负号的 t十273.15K,因此对于同一温度来说，用不同的温标表 温度不一定低于带正号的温度。 示，数值不同，这是因为零值选取不同。 典例剖析 2.在热力学温标与摄氏温标中，热力学温度升高（或 降低)1K,则摄氏温度也升高（或降低）1℃。 (多选)关于热力学温度，下列说法正确的是( A.-33℃=240K B.温度变化1℃，也就是温度变化1K 学以致用 C.一136℃比136K温度高 (多选)如果物体的温度从27℃升高到127℃，用热力 D.温度由t(t的单位为摄氏度)升至2t,对应的热力学 学温度表示，以下说法正确的是( ) 温度升高了273K十1 A.物体的温度升高了400K 答案ABC B.物体的温度升高了100K 解析由T=273K十t可知-33℃=240K,选项A C.物体的温度升高到400K 正确；-136℃=137K,比136K温度高，选项C正确：D中 D.物体的温度升高到373K 初态热力学温度为273K十t,未态为273K十21，温度变化 答案BC tK,故选项B正确，D错误。 解析由T=t十273K知27℃时对应的热力学温度 为300K,127℃时对应的热力学温度为400K,所以升高了 100K,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( 解析温度是物体的宏观特征，是大量分子热运动的宏观 A.体积 表现，对一个分子不能谈温度，选项A错误：温度是物体 B.温度 分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，选项 C.压强 B错误，C正确：热量才可从高温物体传递到低温物体，达 D.密度 到热平衡时，两物体温度相等，选项D错误。 答案B 4.在国际单位制中，温度的量度使用热力学温标，它是 解析由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的 以一273℃为零点的温标，那么用热力学温标表示标准大 平均动能宏观上取决于温度，故选项B正确，A、C、D 气压下冰水混合物的温度应该是() 错误。 A.0℃ 2.关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是( ) B.0K A.热平衡就是平衡态 C.273℃ B.只要系统的温度不变化，系统就处于平衡态 D.273K C,处于热平衡的两个系统内能一定相同 答案D D.处于热平衡的两个系统温度一定相同 解析摄氏温度t与热力学温度T的换算关系是T=t十 答案D 273K,当t=0℃时，T=273K,故选项D正确。 解析平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统 5.关于热力学温标和摄氏温标( 相互影响的最终结果，故选项A错误：一个系统的温度 A.某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10K 压强、体积都不变化，系统才处于平衡态，仅仅根据温度不 B.热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃ 变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论，故选 C热力学温度升高1K小于摄氏温度升高1℃ 项B错误：如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度 D.热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃ 一定相同，但是内能不一定相同，故选项C错误，D正确。 答案D 3.关于温度的概念，下列说法正确的是( 解析某物体摄氏温度10℃，即热力学温度(273十10)K= A.某物体的温度为0℃，则其中每个分子的温度都为 283K,选项A错误；热力学温标中的每1K与摄氏温标中 0℃ 每1℃大小相等，则热力学温度升高1K等于摄氏温度升 B.温度是物体分子热运动的平均速率的标志 高1℃，选项B、C错误，D正确。 C,温度是物体分子热运动的平均动能的标志 6.1千克0℃的水变成0℃的冰的过程中，下列说法正确的 D.温度可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两 是() 物体温度相等 A.分子平均动能变小 答案C B.分子势能变小 39
第二章 气体、固体和液体 提示 要比较-10℃与10K温度的高低必须先统一 单位,-10℃=263.15K>10K。如果单位不同,带负号的 温度不一定低于带正号的温度。 典例剖析 (多选)关于热力学温度,下列说法正确的是( ) A.-33℃=240K B.温度变化1℃,也就是温度变化1K C.-136℃比136K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273K+t 答案 ABC 解析 由T=273K+t可知-33℃=240K,选项 A 正确;-136℃=137K,比136K温度高,选项C正确;D中 初态热力学温度为273K+t,末态为273K+2t,温度变化 tK,故选项B正确,D错误。 1.热力学温度与摄氏温度的关系是 T= t+273.15K,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)1K,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400K B.物体的温度升高了100K C.物体的温度升高到400K D.物体的温度升高到373K 答案 BC 解析 由T=t+273K 知27℃时对应的热力学温度 为300K,127℃时对应的热力学温度为400K,所以升高了 100K,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;一个系统的温度、 压强、体积都不变化,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.0K C.273℃ D.273K 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+ 273K,当t=0℃时,T=273K,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10K B.热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃ C.热力学温度升高1K小于摄氏温度升高1℃ D.热力学温度升高1K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= 283K,选项A错误;热力学温标中的每1K与摄氏温标中 每1℃大小相等,则热力学温度升高1K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 39
物理 选择性必修 第三册 配人教版 C内能变大 解析1千克0℃的水变成0℃的冰的过程中，温度不 D.内能不变 变，则分子平均动能不变：因该过程放出热量，可知内能减 答案B 小，分子势能减小。故选B。 课后 ·训练提升 共同决定，温度变化，其体积也会发生变化，其内能可能不 基础·巩固 变，故选项B错误：物体的温度升高时，分子的平均动能 一、选择题（第1一6题为单选题，第7一8题为多选题） 增大，但并不是每个分子的动能均增大，故选项C错误： 1.下列关于温度的说法正确的是( 内能是物体内部所有分子所具有的分子动能和分子势能 A.热力学温度的0K相当于摄氏温度的273.15℃ 的总和，故选项D错误。 B.热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1℃对应的 5.关于热力学温度和摄氏温度，下列说法不正确的是( 温度变化是相同的 A.1℃就是1K C,绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达 B.温度升高了1℃就是升高了1K 到的 C.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 D.在国际单位制中，温度的单位是℃ D.0℃可用热力学温度粗略地表示为273K 答案B 答案A 解析根据T=273.15K十t,热力学温度的0K相当于 解析热力学温度和摄氏温度的关系是T=t十273K,可 摄氏温度的一273.15℃，选项A错误；根据T= 知1℃与1K表示的温度不同，故选项A错误。由T= 273.15K十t,热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高 t十273K,得△T=△，则知温度升高了1℃就是升高了 1℃对应的温度变化是相同的，选项B正确；绝对零度是 1K,故选项B正确。热力学温度的单位“K”是国际单位 低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，选项C 制中七个基本单位之一，故选项C正确。根据T= 错误；在国际单位制中，温度的单位是K,选项D错误。 t十273K知，当t=0℃时T=273K,故选项D正确。 2.一个房间内，上午10点时的温度为16℃，下午2点时的 6.温度计是生活、生产中常用的测温仪器。右 温度为24℃，则下午2点与上午10点相比较，房间内的 图为一个简易温度计，一根装有一小段有色 B 空气分子的平均动能( 水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，烧 A增大 B.减小 瓶内封闭有一定质量的气体。当外界温度发 C.不变 D.无法确定 生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D 答案A 间的测量范围为20~80℃，A、D间刻度均 解析分子的平均动能只与温度有关，所以下午2点温度 匀分布。由图可知，A、D及此时有色水柱下 高，分子平均动能大于上午10点的分子平均动能，选项A 端对应温度分别为( ) 正确，B、C、D错误。 A.20℃、80℃、64℃ 3.某日气温最低为一2℃、最高为7℃，用热力学温标表示 B.20℃、80℃、68℃ 该日的最大温差是( C.80℃、20℃、32℃ A.5K B.278K D.80℃、20℃、34℃ C.9K D.282K 答案C 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 解析日气温最低为一2℃、最高为7℃，则该日的最大 升高时烧瓶内气体膨胀，有色水柱上升：温度降低时烧瓶 温差是9℃，因△=△T,则用热力学温标表示该日的最 内气体收缩，有色水柱下降，因A、D间的测量范国为 大温差是9K,故选项C正确。 20~80℃，可得A点对应80℃，D点对应20℃，A、D间 4.关于温度与内能的关系，下列说法正确的是( 刻度均匀分布，每小格表示80℃一20℃=4℃，则有色水 A不同质量的同种物质，只要温度相同，分子的平均动能 15 就相同 柱下端对应温度为20℃十3X4℃=32℃，选项A、B、D B.物体的温度变化时，它的内能一定改变 错误，C正确。 C.物体的温度升高时，每个分子的动能都增大 7.下列说法正确的是() A.用温度计测量温度是根据热平衡的原理 D.物体的内能等于物体的动能与势能的总和 B.温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才 答案A 能达到热平衡 解析温度是分子平均动能变化的标志，对不同质量的同 C.若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热 种物质，只要温度相同，分子的平均动能一定相同，故选项 平衡 A正确：对一定质量的物体来说，其内能由其温度和体积 D.两物体温度相同，可以说两物体达到热平衡 40
物 理 选择性必修 第三册 配人教版 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B。 课后·训练提升 基础 巩固 一、选择题(第1~6题为单选题,第7~8题为多选题) 1.下列关于温度的说法正确的是( ) A.热力学温度的0K相当于摄氏温度的273.15℃ B.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 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.5K B.278K C.9K D.282K 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.关于温度与内能的关系,下列说法正确的是( ) A.不同质量的同种物质,只要温度相同,分子的平均动能 就相同 B.物体的温度变化时,它的内能一定改变 C.物体的温度升高时,每个分子的动能都增大 D.物体的内能等于物体的动能与势能的总和 答案 A 解析 温度是分子平均动能变化的标志,对不同质量的同 种物质,只要温度相同,分子的平均动能一定相同,故选项 A正确;对一定质量的物体来说,其内能由其温度和体积 共同决定,温度变化,其体积也会发生变化,其内能可能不 变,故选项 B错误;物体的温度升高时,分子的平均动能 增大,但并不是每个分子的动能均增大,故选项 C错误; 内能是物体内部所有分子所具有的分子动能和分子势能 的总和,故选项D错误。 5.关于热力学温度和摄氏温度,下列说法不正确的是( ) A.1℃就是1K B.温度升高了1℃就是升高了1K C.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 D.0℃可用热力学温度粗略地表示为273K 答案 A 解析 热力学温度和摄氏温度的关系是T=t+273K,可 知1℃与1K表示的温度不同,故选项 A 错误。由T= t+273K,得 ΔT=Δt,则知温度升高了1℃就是升高了 1K,故选项B正确。热力学温度的单位“K”是国际单位 制中七 个 基 本 单 位 之 一,故 选 项 C 正 确。根 据 T = t+273K知,当t=0℃时T=273K,故选项D正确。 6.温度计是生活、生产中常用的测温仪器。右 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 80℃-20℃ 15 =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。 7.下列说法正确的是( ) A.用温度计测量温度是根据热平衡的原理 B.温度相同的棉花和石头相接触,需要经过一段时间才 能达到热平衡 C.若a与b、c分别达到热平衡,则b、c之间也达到了热 平衡 D.两物体温度相同,可以说两物体达到热平衡 40