Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế

1. Kiến thức trọng tâm

• Nhiệt độ là đại lượng vật lí đặc trưng cho mức độ chuyển động hỗn loạn của các phân tử cấu tạo nên vật. Nhiệt độ càng cao, các phân tử chuyển động càng nhanh.
• Hai vật tiếp xúc nhau sau một thời gian sẽ đạt trạng thái cân bằng nhiệt, khi đó nhiệt độ của hai vật bằng nhau và không còn sự truyền nhiệt giữa chúng.
• Thang nhiệt độ Celsius: lấy nhiệt độ nước đá đang tan là $0,^{\circ}\mathrm{C}$ và nhiệt độ nước đang sôi ở áp suất tiêu chuẩn là $100,^{\circ}\mathrm{C}$, chia khoảng giữa hai mốc thành 100 phần bằng nhau.
• Thang nhiệt độ Kelvin là thang nhiệt độ tuyệt đối, đơn vị là kelvin ($K$). Mốc $0,K$ là nhiệt độ tuyệt đối, ứng với chuyển động nhiệt của các phân tử dừng hẳn. Liên hệ giữa hai thang: $T(K) = t(^{\circ}\mathrm{C}) + 273$.
• Nhiệt kế là dụng cụ đo nhiệt độ, hoạt động dựa trên sự giãn nở vì nhiệt của chất lỏng, sự thay đổi điện trở của kim loại, hoặc bức xạ nhiệt của vật.
• Các loại nhiệt kế thường gặp: nhiệt kế thuỷ ngân, nhiệt kế rượu, nhiệt kế điện tử, nhiệt kế hồng ngoại. Khi đo, cần đặt nhiệt kế tiếp xúc tốt với vật cần đo và chờ đến khi số chỉ ổn định.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ: Đổi $27,^{\circ}\mathrm{C}$ sang thang Kelvin và tính độ tăng nhiệt độ tương ứng với $10,K$ theo thang Celsius.

Lời giải: Theo công thức $T(K) = t(^{\circ}\mathrm{C}) + 273$, ta có $T = 27 + 273 = 300,K$. Một độ tăng $1,K$ bằng một độ tăng $1,^{\circ}\mathrm{C}$, nên độ tăng $10,K$ tương ứng với độ tăng $10,^{\circ}\mathrm{C}$.

3. Ghi nhớ

• Nhiệt độ đặc trưng cho mức độ chuyển động hỗn loạn của các phân tử.
• Cân bằng nhiệt: hai vật tiếp xúc lâu sẽ có cùng nhiệt độ.
• $T(K) = t(^{\circ}\mathrm{C}) + 273$; độ tăng $1,K$ bằng độ tăng $1,^{\circ}\mathrm{C}$.