【内容简介】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 与实际温度 是一次函数关系，不妨设 ，将（100℃，90℃）以及（0℃，6℃）代入，可解得 ，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，当都精确到整数时，华氏温标比摄氏温标准确。另外，华氏温标的0度比摄氏温标的0度要低，在表达常用温度时，通常可以避免负数的使用。目前世界上只有包括美国在内的少数几个国家在使用华氏温标。例3  （上海第26届大同杯复赛改编）1724年，华伦海特引入华氏温度。他把一定浓度的盐水凝固时的温度定为零华氏度，把纯水凝固时的温度定为32华氏度，把标准大气压下水沸腾的温度定为212华氏度，中间分为180等份，每一等份代表1华氏度。用符号℉表示华氏温度。根据上述文字，回答以下问题：（1）华氏温度 与摄氏温度 的转换式是什么？（2）在哪个摄氏温度下，华氏温度恰与摄氏温度数值相同？