第七章第四节 温度和温标
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建立一种温标的三要素： ①首先要确定物质 ②其次，确定该测温物质随温度变化物理量
水银温度计 ——水银的热膨胀 电阻温度计 ——金属电阻随温度变化 气体温度计 ——气体压强随温度变化 热电偶温度计 ——不同导体因温差产生电动势的大小
③第三，选定参考点（即规定分度的方法）。
2、热力学温度．
(1)定义：热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单 位制中七个基本物理量之一。 (2)符号: T， (3)单位开尔文，简称开，符号为K． (4) 热力学温标与摄氏温标的关系： T＝t+273.15 K
(5)说明
①摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单 位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K．在今后各种相关热 力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文； ②由T＝t+273.15 K可知，物体温度变化l℃与变化l K的变化 量是等同的，但物体所处状态为l℃与l K是相隔甚远的；
A BC
200C 200C
例1、一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触， 并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属 棒所处的状态是否为热平衡态?为什么?
100度 恒温
金属棒
0度 恒温
3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量都 达到稳定的状态。 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换． 平衡态：系统内部没有物质流动和能量流动。
第七章 分子动理论
第四节 温度和温标
一、状态参量与平衡 态
1、热力学系统：热力学研究中的研究对象，一般由大量分子组成。 系统以外与系统发生相互作用的其他物质统称为外界或环 境
外界（环境）
热力学系统
为了描述系 统的状态而用 到的物理量称 为系统的状态 参量。 如温度、体 积、压强等。
一个物理学系统，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会达到稳定。
3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量 都达到稳定的状态。否则就是非平衡态。
热水 热水
冷空气
热水 温水
温空气
平衡态 非平衡态 注意：①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。②类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡 态也是一种动态平衡。③系统内部没有物质流动和能量流动。 ④处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未 必处于平衡态。
wenku.baidu.com 两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热
传递，其原因是(
D) A．它们的能量相同 B．它们的比热相同
C．它们的热量相同
D．它们的温度相同
下列关于热力学温度的说法中，正确的是( ABC ) A．热力学温度的零点是－273.15 ℃
B．-136 ℃比136K温度高 C．0 ℃等于273.15K D．1℃就是1K
容器绝热，左右两部分装有等量气体，中间是导热板。
N 200C 200C N
2P0 T
P0 T
PV NRT
例5．在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列 哪些物理量( BCD ) A．每个气体分子的运动速率 B．压强 C．体积 D．温度
解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体 分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量．气体的 压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体 的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参 量．显然B、C、D选项正确．
解析：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其弯曲程度随温 度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的．图 7－ 4一l左图中．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选项正 确．图7—4—1右图中，温度计示数是顺时针方向 增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向 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选项是错误的．
例3、实际应用中，常用 到一种双金属温度计．它 是利用铜片与铁片铆合在 一起的双金属片的弯曲程 度随温度变化的原理制成 的，如图所示．已知左图 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 ( ABC )
固
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．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D．由右图可知，其双金属征的内层一定为铜．外层一定为铁
[例4] 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有( BD) 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，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温度一定相等
3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量 都达到稳定的状态。否则就是非平衡态。
统彼此之间也必定处于热平衡。
温水1
金属棒
温水2
温水1
真空
0C 20金属棒
温水3 200C
温水2
金属棒
温水3
3.温度： 表征互为热平衡的各系统的“共同热学性质”的物理量
互为热平衡的各系统具有相同的温度。同样，具有相同温度的系统也必然处于热平衡状态。
三、温度计与温标
1、温标：定量描述温度的方法叫做温标
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华氏温标 华伦海特(G· D· Fahrenheit)最初所制的水银温度计是在北爱尔兰最冷的某个冬日， 水银柱降到最低的高度定为零度；把他妻子的体温定为100度，然后再把这段区间的 长度均分为100份，每一份叫1度。这就是最初的华氏温标。显然，认定气温和人的 体温作为测温质的标准点并在此基础上分度是不妥当的。健康人的体温在一天之中 经常波动，而且他妻子如果感冒发烧了怎么办？后来，华伦海特改进了他创立的温 标，把冰、水、氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零度，以0°F表示之，把冰的 熔点定为32°F，把水的沸点定为212°F，在32→212的间隔内均分180等分，这样， 参考点就有了较为准确的客观依据。这就是现在仍在许多国家使用的华氏温标[1]， 华氏温标确定之后，就有了华氏温度(指示数)。 摄氏温标 后来摄耳修司( A· Celsiua)也用水银作测温质，以冰的熔点为零度(标以0℃)，以 水的沸点为100度(标以100℃)。他认定水银柱的长度随温度作线性变化，在0度和 100度之间均分成100等份，每一份也就是每一个单位叫1摄氏度。这种规定办法就 叫摄氏温标。 统一的热力学温标 为了结束温标上的混乱局面，开尔文(即W· 汤姆逊)——这位热力学第二定律的 创始人，最受尊敬的物理学家，创立了一种不依赖任何测温质(当然也就不依赖任何 测温质的任何物理性质)的绝对真实的绝对温标，也叫开氏温标或热力学温标。 开氏温标是根据卡诺循环定出来的，以卡诺循环的热量作为测定温度的工具， 即热量起着测温质的作用。正因为如此，我们又把开氏温标叫做热力学温标。卡诺 循环描绘了理想热机的基本图案，具有巨大的理论意义。卡诺循环象迷雾中的灯塔， 给出了热机效率的上限。
E．升高1℃就是升高274K
在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，
观察它的示数变化情况是（ D ） A．温度计示数上升
B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．示数先下降后上升
伽利略温度计 一支玻璃管一端与一个鸡蛋大 小的玻璃泡相连，另一端竖直插 在水槽中，并使玻璃管内吸人一 段水柱。当气温变化时，玻璃泡 中气体压强会随着变化，从而使 玻璃管内水柱高度发生变化。根 据管内水柱高度的变化就可测出 相应的温度。 说明“伽利略温度计”的测 温物质和测温属性。
[例2]．(对应要点一)关于热平衡，下列说法正确的是( ACD ) 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．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计 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 互为热平衡的各系统具有相同的温度。同样，具有相同温 度的系统也必然处于热平衡状态。
二、热平衡与温度 1.（传）热平衡:若两个热力学系统彼此接触，而其状态参量都 不变化（即没有发生热传递），我们就说这两个系统达到了热平 衡。
热水
真空
金属棒
冷水
温水
真空
金属棒
温水
为什么温度计可 2.热平衡定律(热力学第零定律) 以用来比较不同 若两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系 物体的温度呢？
水银温度计 ——水银的热膨胀 电阻温度计 ——金属电阻随温度变化 气体温度计 ——气体压强随温度变化 热电偶温度计 ——不同导体因温差产生电动势的大小
③第三，选定参考点（即规定分度的方法）。
2、热力学温度．
(1)定义：热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单 位制中七个基本物理量之一。 (2)符号: T， (3)单位开尔文，简称开，符号为K． (4) 热力学温标与摄氏温标的关系： T＝t+273.15 K
(5)说明
①摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单 位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K．在今后各种相关热 力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文； ②由T＝t+273.15 K可知，物体温度变化l℃与变化l K的变化 量是等同的，但物体所处状态为l℃与l K是相隔甚远的；
A BC
200C 200C
例1、一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触， 并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属 棒所处的状态是否为热平衡态?为什么?
100度 恒温
金属棒
0度 恒温
3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量都 达到稳定的状态。 答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换． 平衡态：系统内部没有物质流动和能量流动。
第七章 分子动理论
第四节 温度和温标
一、状态参量与平衡 态
1、热力学系统：热力学研究中的研究对象，一般由大量分子组成。 系统以外与系统发生相互作用的其他物质统称为外界或环 境
外界（环境）
热力学系统
为了描述系 统的状态而用 到的物理量称 为系统的状态 参量。 如温度、体 积、压强等。
一个物理学系统，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会达到稳定。
3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量 都达到稳定的状态。否则就是非平衡态。
热水 热水
冷空气
热水 温水
温空气
平衡态 非平衡态 注意：①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。②类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡 态也是一种动态平衡。③系统内部没有物质流动和能量流动。 ④处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未 必处于平衡态。
wenku.baidu.com 两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热
传递，其原因是(
D) A．它们的能量相同 B．它们的比热相同
C．它们的热量相同
D．它们的温度相同
下列关于热力学温度的说法中，正确的是( ABC ) A．热力学温度的零点是－273.15 ℃
B．-136 ℃比136K温度高 C．0 ℃等于273.15K D．1℃就是1K
容器绝热，左右两部分装有等量气体，中间是导热板。
N 200C 200C N
2P0 T
P0 T
PV NRT
例5．在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列 哪些物理量( BCD ) A．每个气体分子的运动速率 B．压强 C．体积 D．温度
解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体 分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量．气体的 压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体 的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参 量．显然B、C、D选项正确．
解析：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其弯曲程度随温 度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的．图 7－ 4一l左图中．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选项正 确．图7—4—1右图中，温度计示数是顺时针方向 增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向 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选项是错误的．
例3、实际应用中，常用 到一种双金属温度计．它 是利用铜片与铁片铆合在 一起的双金属片的弯曲程 度随温度变化的原理制成 的，如图所示．已知左图 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 ( ABC )
固
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．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D．由右图可知，其双金属征的内层一定为铜．外层一定为铁
[例4] 关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有( BD) 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，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温度一定相等
3、平衡态：没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量 都达到稳定的状态。否则就是非平衡态。
统彼此之间也必定处于热平衡。
温水1
金属棒
温水2
温水1
真空
0C 20金属棒
温水3 200C
温水2
金属棒
温水3
3.温度： 表征互为热平衡的各系统的“共同热学性质”的物理量
互为热平衡的各系统具有相同的温度。同样，具有相同温度的系统也必然处于热平衡状态。
三、温度计与温标
1、温标：定量描述温度的方法叫做温标
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华氏温标 华伦海特(G· D· Fahrenheit)最初所制的水银温度计是在北爱尔兰最冷的某个冬日， 水银柱降到最低的高度定为零度；把他妻子的体温定为100度，然后再把这段区间的 长度均分为100份，每一份叫1度。这就是最初的华氏温标。显然，认定气温和人的 体温作为测温质的标准点并在此基础上分度是不妥当的。健康人的体温在一天之中 经常波动，而且他妻子如果感冒发烧了怎么办？后来，华伦海特改进了他创立的温 标，把冰、水、氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零度，以0°F表示之，把冰的 熔点定为32°F，把水的沸点定为212°F，在32→212的间隔内均分180等分，这样， 参考点就有了较为准确的客观依据。这就是现在仍在许多国家使用的华氏温标[1]， 华氏温标确定之后，就有了华氏温度(指示数)。 摄氏温标 后来摄耳修司( A· Celsiua)也用水银作测温质，以冰的熔点为零度(标以0℃)，以 水的沸点为100度(标以100℃)。他认定水银柱的长度随温度作线性变化，在0度和 100度之间均分成100等份，每一份也就是每一个单位叫1摄氏度。这种规定办法就 叫摄氏温标。 统一的热力学温标 为了结束温标上的混乱局面，开尔文(即W· 汤姆逊)——这位热力学第二定律的 创始人，最受尊敬的物理学家，创立了一种不依赖任何测温质(当然也就不依赖任何 测温质的任何物理性质)的绝对真实的绝对温标，也叫开氏温标或热力学温标。 开氏温标是根据卡诺循环定出来的，以卡诺循环的热量作为测定温度的工具， 即热量起着测温质的作用。正因为如此，我们又把开氏温标叫做热力学温标。卡诺 循环描绘了理想热机的基本图案，具有巨大的理论意义。卡诺循环象迷雾中的灯塔， 给出了热机效率的上限。
E．升高1℃就是升高274K
在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，
观察它的示数变化情况是（ D ） A．温度计示数上升
B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．示数先下降后上升
伽利略温度计 一支玻璃管一端与一个鸡蛋大 小的玻璃泡相连，另一端竖直插 在水槽中，并使玻璃管内吸人一 段水柱。当气温变化时，玻璃泡 中气体压强会随着变化，从而使 玻璃管内水柱高度发生变化。根 据管内水柱高度的变化就可测出 相应的温度。 说明“伽利略温度计”的测 温物质和测温属性。
[例2]．(对应要点一)关于热平衡，下列说法正确的是( ACD ) 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．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计 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 互为热平衡的各系统具有相同的温度。同样，具有相同温 度的系统也必然处于热平衡状态。
二、热平衡与温度 1.（传）热平衡:若两个热力学系统彼此接触，而其状态参量都 不变化（即没有发生热传递），我们就说这两个系统达到了热平 衡。
热水
真空
金属棒
冷水
温水
真空
金属棒
温水
为什么温度计可 2.热平衡定律(热力学第零定律) 以用来比较不同 若两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系 物体的温度呢？