温度和温标++知识点总结 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

第二章．气体、固体、液体
第一节温度和温标
知识点一、状态参量与平衡态
1.热力学系统和外界
(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称系统。

(2)外界：系统之外与系统发生相互作用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。

常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等。

3.热力学系统的三个状态参量
(1) 体积V：几何参量，确定系统的空间范围。

(2) 压强p：力学参量，确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用。

(3) 温度T：热学参量，确定系统的冷热程度。

4. 平衡态
(1)概念：在没有外界影响的情况下,只要经过足够长的时间,系统内各部分的状态参量能够达到稳定状态，这种状态叫做平衡态。

(2)特点：当系统处于平衡态时，系统所有状态参量都不随时间变化。

知识点二、热平衡与温度
1.热平衡
(1)定义：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说
明两个系统达到了平衡，这种平衡叫做平衡态。

(2)热平衡定律：如果两个系统分别同时与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼
此之间也必定处于热平衡，这个结论被称为热平衡定律。

(3)热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度
2.温度（热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量）
(1)温度的含义
①宏观上，表示物体的冷热程度
②微观上，反映分子热运动的剧烈程度.
③一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
(2)热平衡与温度的关系
①系统达到热平衡的宏观标志是温度相同,若温度不同,即系统处于非平衡态,则系统
一定存在着热交换。

②若某系统跟物体A处于热平衡,它同时也跟物体B处于热平衡,则根据热平衡定律
可得A的温度与B的温度相等。

3.平衡态与热平衡的比较
(1)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。

(2)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不一定
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。

(3)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。

知识点三、温度计与温标
1.温标
(1)概念：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标。

(2)确定温标的步骤
①选择某种具有测温属性的测温物质。

②了解测温物质某个特性随温度变化的函数关系。

③确定温度零点和分度的方法。

(3)常见的温标有摄氏温标和热力学温标（现代科学中用的更多的是热力学温标）
(4)摄氏温标与热力学温标的比较
类别摄氏温标热力学温标
零度的设定一个标准大气压下冰水混合物的温度-273.15℃
温度符号摄氏温度热力学温度
单位名称t T
单位符号摄氏度开尔文
关系①T=t+273.15K，粗略表示:T=t+273K
②在表示温度差的时候可以用摄氏度(℃)代替开尔文(K)，即1℃与1K相
等，则热力学温度的变化量△T与摄氏温度的变化量△t大小相等
2.温度计
(1)温度计测温原理：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度，温度计与待测物体接
触，达到热平衡时，其温度与待测物体的温度相同。

(2)常见温度计的测温原理
○1水银温度计：根据水银的热膨胀来测量温度。

○2双金属温度计：把线膨胀程度不同的两种金属片压合在一起,温度变化时，双金属
片的弯曲程度会发生变化,带动指针偏转来指示温度。

○3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。

○4电阻温度计：根据金属的电阻率随温度的变化而变化来测量温度。

○5压力表式温度计：根据气体压强随温度变化而变化来测量温度。

补充：
1.热平衡定律又叫热力学第零定律，是热力学的基本定律之一
2.平衡态的理解
(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，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，状态参量(压强、体积和温度)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。

3. 热平衡定律的意义：决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度。

因为互为平衡的物体具有相同的温度，所以在比较各物体的温度时,不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。

4. 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，系统才是处于平衡态。

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。

5. 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,直到二者温度相同时,两系统便达到了热平衡,达到热平衡的两个系统都处于平衡态
6. 温度计的原理与使用要求
(1)温度计是根据测温物质的某种特性制成的一种测温工具。

如本题是利用空气具有热胀
冷缩的性质.
(2)采用热平衡法测量物体温度时，只有测温物质与待测物体不再发生热交换时，温度计
测温才准确。

(3)温度计与被测系统达到热平衡时读数才是准确的。

7. 温度计的热容量必须很小,以便它与待测物体接触并进行热交换时，几乎不改变待测物体的状态。

8. 对温度的理解：用物体的冷热程度定义温度,具有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的,往往是不准确的.温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的.热平衡定律表明，两个系统处于热平衡时,存在一个数值相等的状态参量,这个状态参量就是温度，这样的定义更具有科学性.。