【精品讲义】初中物理竞赛及自主招生大揭秘专题突破 第6章 第1节 温度与温标 物态变化（含答案）8页

第六讲 热学
热现象是日常生活中最常见的物理现象之一，冰雪融化、冬雾弥漫、热胀冷缩等，都和热现象
有关。热现象即和温度有关的自然现象。本讲将阐述有关温度温标、物态变化以及物质的比热容的
相关知识。
第一节 温度与温标 物态变化
一、温度与温标
(一)温度
温度在宏观上是表示物体冷热程度的物理量，例如，开水的温度要比冰水的温度高。温度在微
观上表示分子无规则运动的剧烈程度。物质都是由分子构成的，分子又在永不停息地做无规则运动，
但是即使是同一物体内的分子，它们做无规则运动的速率也是不尽相同的，有些分子速率大些，有
些分子速率小些，所以每个分子无规则运动的动能也不尽相同。温度实际上是分子平均动能的唯一
标志，温度越高，分子做无规则运动的平均动能越大。
(二)温标
温度的高低仅凭人的感觉来判断是不可靠的，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接
测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。
测量温度的工具叫温度计，日常生活中常用的温度计是液体温度计，主要构造是玻璃泡、细管、
玻璃管以及测温液体(比如水银、酒精和煤油等)。温度计的测量原理是利用液体的热胀冷缩。
如图 6.1 所示，设温度计的玻璃泡容积为 ，细管粗细均匀，横截面积为
，当温度为 时测温液体恰好全部在玻璃泡内，当温度为 时测温液体在细管
内的高度为 ，测温液体的体积膨胀系数为 (即温度每升高一个单位，体积增
加量为原来的 倍)，则温度从 升高到 时，液体体积增加了 ，解
得 ，可见，在这种构造的温度计中，细管中的液柱高度 与温度
是一次函数关系，即 定值。上式亦可写为 的形式，即不同的液柱高度
对应了不同的温度。这样，我们就可以据此来制定温标，从而精确地测量温度。
1．摄氏温标
摄氏温标是 18 世纪瑞典天文学家摄尔西斯建立的，摄氏温标的单位是“摄氏度”，符号为“℃”。
摄氏温标定义为：在一个标准大气压下，把冰水混合物的温度规定为 0℃，把沸水的温度规定为
100℃，在 0℃和 100℃之间等分 100 份，每一份就是 1℃。现在世界上许多国家都是使用摄氏度作
为温度的常用单位。
常用的液体温度计，液柱在细管中的高度与温度成一次函数关系。最小分度值相同时，相邻两
0V
s 0t t
h α
α 0t t ( )0 0sh t t Vα= −
( )0 0h t t Vs
α= − h
t 0
Vh
t s
α∆ = =
∆ 00
s
t h t
Vα
= + h

刻度线之间的距离越大，代表着该温度计越精确。如前文所述 。同一种液体(即膨胀系数
相同)，玻璃泡容积 越大，细管的横截面积 越小，温度变化相同时，液柱高度变化越大，温度计
对温度的变化越敏感，温度计越精确。
例 1 (上海第 14 届大同杯初赛)量程相同、最小刻度都是 1℃的甲、乙、丙三支酒精温度计，玻
璃泡的容积甲稍大一些，乙和丙相同，丙玻璃管的内径稍粗一些，甲和乙相同，由此可判断相邻两
刻度线之间的距离是( )。
A．甲最长 B．乙最长 C．丙最长 D．一样长
分析与解 结合 ，变形得 ，取 ，于是玻璃泡容积 越大，细管
内径越小(即 越小)，则液柱高度的变化 越大，因此，甲温度计相邻两刻度线之间的距离最长，
本题正确选项为 。
例 2 (上海第 6 届初中物理竞赛复赛改编)一只刻度均匀但刻度线位置不准的温度计，把它放在
一标准大气压的沸水中，读数是 90℃；把它放在冰水混合物中，读数是 6℃。
(1)用这只温度计去测量某物体的温度，当它的示数为 27℃时，该物体的真实温度是( )
A．21℃ B．25℃ C．26℃ D．29℃
(2)若温度计示数恰与此时真实温度相同，则真实温度为________。
(3)该温度计示数与实际温度的关系式为________(写出具体的函数解析式)。
分析与解 (1)画出如图 6.2 所示的示意图，并将真实温度与温度计示数一一对应标出，由于温
度计刻度均匀，无论示数是否准确，温度的变化量与细管内液柱的长度的变化量的比值 为一恒
定值，而液柱长度的变化量可以用温度计的示数变化来表示，因此有
，解得 ，选项 B 正确。
(2)设真实温度为 时，温度计示数恰好也为 ，则有 ，解得
。
(3)实际上，温度计示数 与实际温...