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V,细管粗细均匀,横截面积为s,0当温度为t时测温液体恰好全部在玻璃泡内,当温度为t时测温液体在细管内0的高度为h,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t升高到t时,液体体积增加了shttV,000解得httV,可见,在这种构造的温度计中,细管中的液柱高度h与温s00hVs度t是一次函数关系,即0定值.上式亦可写为tht的形式,即不同的液柱高度htsV00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,相邻两刻hV度线之间的距离越大,代表着该温度计越精确.如前文所述0.同一种液体（即膨胀系数相ts1同）,玻璃泡容积V越大,细管的横截面积s越小,温度变化相同时,液柱高度变化越大,温度计对温度0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hVV分析与解结合0,变形得h0t,取t1℃,于是玻璃泡容积V越大,细管内径tss0越小（即s越小）,则液柱高度的变化h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A.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t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ht100℃0℃t0℃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,h90℃6℃27℃6℃解得t25℃,选项B正确.t100℃0℃t0℃（2）设真实温度为t时,温度计示数恰好也为t,则有0,解得00h90℃6℃t6℃0t37.5℃.（3）实际上,温度计示数t与实际温度t是一次函数关系,不妨设tktb,将（100℃,90℃）以及（0℃,6℃）代入,可解得t0.84t6,此即为温度计的示数与实际温度的函数解析式.2．华氏温标华氏温标由德国物理学家华伦海特建立,符号为“℉”,华氏温标规定：在标准大气压下,冰的熔点为32℉,水的沸点为212℉,中间有180等份,每一等份为1℉.与摄氏温标相比,华氏温标的一度要比摄氏温标的一度小,当