2-1溫度和溫標(人教版2019選擇性必修第三冊)(解析版)

第1節(jié)溫度和溫標【知識梳理與方法突破】一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。2．平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。3．兩個系統(tǒng)達到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的?！纠?】下列說法中正確的是（）A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當系統(tǒng)的狀態(tài)變化時，其各個狀態(tài)參量都會改變B．當系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長的時間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會達到穩(wěn)定C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D．處于平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)，分子的熱運動停止【答案】B【詳解】A．由于描述系統(tǒng)的各種性質(zhì)需要不同的物理量，只要其中某個量變化，系統(tǒng)的狀態(tài)就會發(fā)生變化，不一定各個狀態(tài)參量都發(fā)生變化，A錯誤；B．當系統(tǒng)不受外界影響時，系統(tǒng)總要趨于平衡，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量趨于穩(wěn)定，B正確；C．系統(tǒng)處于平衡態(tài)或非平衡態(tài)，只是狀態(tài)參量有無變化，狀態(tài)參量無論是否變化都一直存在，C錯誤；D．處于平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)，分子仍在不停地做無規(guī)則熱運動，D錯誤。故選B?！踞槍τ柧?】下列各系統(tǒng)處于平衡態(tài)的是（）A．放在0℃的房間里的密閉導熱容器中的冰水混合物B．靜止在沸水中足夠長時間的銅塊C．剛剛放在教室中的一杯熱水和一杯加較多冰塊的可樂D．放在恒溫房間中很久的密閉導熱容器中的84消毒液【答案】ABD【詳解】AB．系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，其狀態(tài)參量不變，銅塊靜止在沸水中足夠長的時間，密閉導熱容器中的冰水混合物處在0℃環(huán)境中，其狀態(tài)參量不再變化，即處于平衡態(tài)，AB正確；C．剛剛放在教室中的一杯熱水和一杯加較多冰塊的可樂，溫度未達到穩(wěn)定狀態(tài)，則處于非平衡態(tài)，C錯誤；D．放在恒溫房間中很久的密閉導熱容器中的84消毒液，其溫度、體積等狀態(tài)參量不再變化，處于平衡態(tài)，D正確。故選ABD。二、熱平衡與溫度1．溫度(1)宏觀上①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。②與熱平衡的關(guān)系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個系統(tǒng)，相互接觸時，它們相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間后兩系統(tǒng)溫度相同，達到一個新的平衡狀態(tài)。(2)微觀上①反映物體內(nèi)分子熱運動的劇烈程度，是大量分子熱運動平均動能的標志。②溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對個別分子來說溫度是沒有意義的。2．熱平衡(1)一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度。(2)若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理。3．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)。因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標準物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。4．熱平衡與溫度理解的兩個誤區(qū)誤區(qū)1：誤認為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒有正確理解平衡態(tài)的概念，當系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量都不隨時間變化時，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。誤區(qū)2：誤認為平衡態(tài)就是熱平衡產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關(guān)系，錯誤地認為處于平衡態(tài)的兩個物體之間一定會處于熱平衡。其實各自處于平衡態(tài)的兩個物體溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會發(fā)生變化，直到達到熱平衡為止?！纠?】關(guān)于熱平衡，下列說法錯誤的是（）A．用溫度計測量溫度是根據(jù)熱平衡的原理B．溫度相同的棉花和石頭相接觸，需要經(jīng)過一段時間才能達到熱平衡C．若a與b、c分別達到熱平衡，則b、c之間也達到了熱平衡D．兩物體溫度相同，可以說兩物體達到了熱平衡【答案】B【詳解】AD．當溫度計的液泡與被測物體緊密接觸時，如果兩者的溫度有差異，它們之間就會發(fā)生熱傳遞，高溫物體將向低溫物體傳熱，最終使二者的溫度達到相同，即達到熱平衡，AD正確，不符合題意；B．兩個物體的溫度相同時，不會發(fā)生熱傳遞，B錯誤，符合題意；C．若a與b、c分別達到熱平衡，三者溫度一定相同，則b、c之間也達到了熱平衡，C正確，不符合題意。故選B?！踞槍τ柧?】關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有（）A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個系統(tǒng)在接觸時，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相等的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的壓強一定相等【答案】B【詳解】A．根據(jù)平衡態(tài)的定義知系統(tǒng)溫度長時間內(nèi)都不隨時間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯誤；BD．根據(jù)熱平衡的定義知，處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同，B正確，D錯誤；C．平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯誤。故選B。溫度計與溫標1．“溫度”含義的兩種說法宏觀角度溫度表示物體的冷熱程度，這樣的定義帶有主觀性，因為冷熱是由人體的感覺器官比較得到的，往往是不準確的熱平衡角度溫度的嚴格定義是建立在熱平衡定律基礎(chǔ)上的。熱平衡定律指出，兩個系統(tǒng)相互處于熱平衡時，存在一個數(shù)值相等的物理量，這個物理量就是溫度，這樣的定義更具有科學性2.溫度計測量原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。使溫度計與待測物體接觸，達到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。3．溫標(1)常見的溫標有攝氏溫標、華氏溫標、熱力學溫標。(2)比較攝氏溫標和熱力學溫標。攝氏溫標熱力學溫標提出者攝爾修斯和施勒默爾英國物理學家開爾文零度的規(guī)定一個標準大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃絕對零度溫度名稱攝氏溫度熱力學溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號℃K關(guān)系T＝t＋273.15K粗略表示：T＝t＋273K【例3】氣體初始溫度為27℃，升高了20℃。用熱力學溫標表示，氣體初始溫度為（

）A．27K，升高了20K B．300K，升高了20KC．27K，升高了293K D．300K，升高了293K【答案】B【詳解】用熱力學溫標表示，氣體初始溫度為升高了故ACD錯誤，B正確。故選B?！踞槍τ柧?】下列關(guān)于溫度的說法正確的是（）A．水銀溫度計是根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)制造的B．水的沸點為100℃，用熱力學溫度表示即為373.15KC．水從0℃升高到100℃，用熱力學溫度表示即為從273.15K升高到373.15KD．溫度由攝氏t升至2t，對應(yīng)的熱力學溫度由T升到2T【答案】ABC【詳解】A．水銀溫度計是根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)制造的，A正確；B．根據(jù)T=t＋273.15K可知，100℃相當于熱力學溫度100+273.15K=373.15K，B正確；C．水從0℃升高到100℃，即從0+273.15K=273.15K升高到100+273.15K=373.15K，C正確；D．從t升高到2t，即從T=t＋273.15K升高到T'=2t＋273.15K，D錯誤。故選ABC?！眷柟烫嵘?．關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法正確的是（）A．熱平衡就是平衡態(tài)B．只要系統(tǒng)的溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)C．處于熱平衡的兩個系統(tǒng)內(nèi)能一定相同D．處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度一定相同【答案】D【詳解】A．平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個（或多個）系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，A錯誤；B．一個系統(tǒng)的溫度、壓強、體積都不變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，僅僅根據(jù)溫度不變且處處相等不能得出系統(tǒng)一定處于平衡態(tài)的結(jié)論，B錯誤；CD．如果兩個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，則它們的溫度一定相同，但是內(nèi)能不定相同，C錯誤，D正確。故選D。2．關(guān)于溫度與溫標，下列說法正確的是（）A．溫度與溫標是一回事，所以熱力學溫標也稱為熱力學溫度B．攝氏溫度與熱力學溫度都可以取負值C．攝氏溫度升高3°C，在熱力學溫標中溫度升高276.15KD．熱力學溫度每一度的大小與攝氏溫度每一度的大小相等【答案】D【詳解】A．溫標，溫度的“標尺”--依據(jù)溫標就是測量一定的標準劃分的溫度標志，就象測量物體的長度要用長度標尺—“長標”一樣，是一種人為的規(guī)定，或者叫做一種單位制。分華氏溫標、絕對溫標、攝氏溫標。而溫度表示的是物體的冷熱程度，所以溫度與溫標不是一回事，A錯誤；B．熱力學溫度不可以取負值，B錯誤；C．根據(jù)所以溫度升高，在熱力學溫標升高3K，C錯誤；D．熱力學溫標的分度與攝氏溫標的分度是相等的，即熱力學溫度每一度的大小與攝氏溫度每一度的大小相等，D正確。故選D。3．下列有關(guān)熱平衡的說法，不正確的是（）A．如果兩個系統(tǒng)在某時刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)永遠處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個系統(tǒng)的問題C．如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別【答案】ABD【詳解】A．處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，如果受到外界的影響，狀態(tài)參量會隨之變化，溫度也會變化，故A錯誤，符合題意；B．熱平衡定律對多個系統(tǒng)也適用，故B錯誤，符合題意；C．由熱平衡的意義可知如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)，故C正確，不符合題意；D．溫度相同是熱平衡的標志，故D錯誤，符合題意。故選ABD。4．關(guān)于熱力學溫度，下列說法中正確的是（）A．熱力學溫度的零度是，叫做絕對零度B．氣體溫度趨近絕對零度時其體積為零C．熱力學溫度的每度大小跟攝氏溫度的每度大小相等D．熱力學溫度的每度大小大于攝氏溫度的每度大小【答案】AC【詳解】A．熱力學溫度與攝氏溫度的關(guān)系是T=t+273.15K當T=0時，則t=?273.15℃，叫絕對零度，A正確；B．熱力學溫標中的絕對零度是低溫的極限，首先絕對零度是理論值，不可能達到，理論上接近0K時，也就是絕對零度時，一切分子都會停止運動，可分子仍有體積，B錯誤；CD．由T=t+273.15K可知，?T=?t，即熱力學溫標溫度的變化總等于攝氏溫標溫度的變化，即1K與1℃的大小相等，C正確，D錯誤。故選AC。5．下列關(guān)于熱平衡定律的理解，說法正確的是（）A．兩系統(tǒng)的溫度相同時，才能達到熱平衡B．A、B兩系統(tǒng)分別與C系統(tǒng)達到熱平衡，則A、B兩系統(tǒng)也達到熱平衡C．甲、乙、丙物體溫度不相等，先把甲、乙接觸，最終達到熱平衡，再將丙與乙接觸最終也達到熱平衡，則甲、丙是處于熱平衡的D．熱平衡時，兩系統(tǒng)的溫度相同，壓強、體積也一定相同E．溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量【答案】ABE【詳解】AE．溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量，兩個達到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度，故AE正確；BC．由熱平衡定律知，故B正確，C錯誤；D．兩個系統(tǒng)達到熱平衡的標志是它們的溫度相同，但壓強、體積不一定相同，故D錯誤。故選ABE。6．嚴冬，湖面上結(jié)了厚厚的冰，但冰下魚兒仍在游動。為了測出冰下水的溫度，徐強同學在冰上打了一個洞，拿來一支實驗室溫度計，用下列四種方法測水溫，正確的做法是（）A．用線將溫度計拴牢從洞中放入水里，待較長時間后從水中提出，讀出溫度計的示數(shù)B．取一空的塑料飲水瓶，將溫度計懸吊在瓶中，再將瓶拴住從洞中放入水里，水灌滿瓶后待較長時間，然后將瓶提出，立即讀出溫度計的示數(shù)C．若溫度計顯示的示數(shù)為攝氏溫度，即熱力學溫度4KD．若溫度計顯示的示數(shù)為攝氏溫度，即熱力學溫度277.15K【答案】BD【詳解】AB．要測量冰下水的溫度，必須使溫度計與冰下的水達到熱平衡時，再讀出溫度計的示數(shù)，但因隔著冰無法直接讀數(shù)，把溫度計取出來，顯示的也不再是原熱平衡狀態(tài)下的溫度，A錯誤B正確；CD．根據(jù)，C錯誤D正確。故選BD。7．有甲、乙、丙三個溫度不同的物體，將甲和乙接觸一段時間后分開，再將乙和丙接觸一段時間后分開（發(fā)生了熱交換），假設(shè)只有在它們相互接觸時有熱傳遞，不接觸時與外界沒有熱傳遞，則（）A．甲、乙、丙三個物體都達到了平衡態(tài)B．只有乙、丙達到了平衡態(tài)，甲沒有達到平衡態(tài)C．乙、丙兩物體都和甲達到了熱平衡D．乙、丙兩物體達到了熱平衡【答案】AD【詳解】AB．乙和丙分開后，甲、乙、丙三個物體與外界沒有熱傳遞，所以甲、乙、丙三個物體都達到了平衡態(tài)，故A正確，B錯誤；CD．甲和乙接觸一段時間后分開，甲和乙達到了熱平衡，但乙和丙接觸一段時間后，乙的溫度又發(fā)生了變化，甲和乙的熱平衡被破壞，乙和丙兩