Bài viết về chuyển đổi thang đo nhiệt độ
Thang đo Celsius và thang đo Fahrenheit là hai thang đo nhiệt độ khác nhau. Nếu nhiệt độ của một vật được đo và biểu thị trên thang đo Celsius, sau đó ta muốn biểu thị nhiệt độ của vật đó trên thang đo Fahrenheit thì ta cần chuyển đổi từ thang đo Celsius sang thang đo Fahrenheit. Trong phần này, chúng ta sẽ học cách chuyển đổi thang đo nhiệt độ.
Ở áp suất 1 atm, nhiệt độ điểm đóng băng trên nhiệt kế Celsius bằng 0. oC, trong khi nhiệt kế Fahrenheit = 32 oNgược lại, ở áp suất 1 atm, nhiệt độ của điểm sôi Đối với nhiệt kế thang đo Celsius = 100 oC, trong khi nhiệt kế có thang đo độ Fahrenheit = 212 oF.
Để giúp bạn dễ dàng chuyển đổi thang đo Celsius sang thang đo Fahrenheit hoặc ngược lại, hãy nhớ số 0. oC = 32 oF và 100 oC = 212 oF. Trên thang đo Celsius, nằm giữa 0 oC và 100 oC là 100oTrong khi đó, trên thang đo Fahrenheit, từ 32 oF để 212 oF có 180o.
3.1 Chuyển đổi thang đo Celsius sang thang đo Fahrenheit
Để chuyển đổi nhiệt độ sang thang đo Fahrenheit (T), trước tiên hãy nhân nhiệt độ trên thang đo Celsius (T C ) với 9/5 rồi cộng thêm 32 o.
3.2 Chuyển đổi thang đo Fahrenheit sang thang đo Celsius
Để chuyển đổi nhiệt độ sang thang đo Celsius (TC ) , hãy giảm nhiệt độ trên thang đo Fahrenheit (TF ) đi 32 ° , sau đó nhân với 5/9.
4. Nhiệt kế khí thể tích không đổi
Trước đây, chúng ta đã học cách hiệu chuẩn nhiệt kế. Nhiệt kế chúng ta sử dụng là nhiệt kế thủy ngân, loại không có thang đo. Nếu hiệu chuẩn hai nhiệt kế khác loại, ví dụ như nhiệt kế thủy ngân và nhiệt kế cồn, thang đo của hai nhiệt kế chỉ giống nhau ở 0 ° C (hoặc 32 ° F) và 100 ° C (hoặc 212 ° F). Nếu dùng hai nhiệt kế này để đo nhiệt độ không khí, các con số hiển thị trên mỗi nhiệt kế không nhất thiết phải giống nhau. Nhiệt kế thủy ngân có thể hiển thị 48 ° C, trong khi nhiệt kế cồn hiển thị 46 ° C. Điều này là do tốc độ giãn nở của thủy ngân và cồn khác nhau. Tương tự với các loại nhiệt kế khác, chẳng hạn như nhiệt kế lưỡng kim loại, v.v. Thang đo nhiệt độ được xác định theo cách này phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của vật liệu được sử dụng.
Vì thang đo nhiệt độ được xác định bằng nhiệt kế thường có sự thiếu chính xác, chúng ta cần một nhiệt kế chuẩn. Sự tồn tại của nhiệt kế chuẩn giúp chúng ta thiết lập thang đo nhiệt độ chính xác hơn, mà không cần phụ thuộc vào tính chất của vật liệu.
Nhiệt kế gần như hoàn hảo là nhiệt kế khí thể tích không đổi. Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế khí thể tích không đổi là: thể tích khí được duy trì sao cho luôn cố định hoặc không thay đổi. Khi nhiệt độ tăng, áp suất khí cũng tăng. Trong ống 1 và ống 2 có chứa thủy ngân. Thể tích khí được duy trì sao cho luôn cố định bằng cách nâng hoặc hạ ống 2 sao cho mực thủy ngân trong ống 1 luôn ở vạch tham chiếu. Nếu nhiệt độ tăng, áp suất khí trong ống cũng tăng. Do đó, ống 2 phải được nâng cao hơn để thể tích khí luôn không đổi. Áp suất khí có thể được xác định bằng cách đọc chiều cao cột thủy ngân (h) trong ống 2. Nếu sử dụng phương pháp thủ công, chỉ cần nhớ rằng cột thủy ngân cao 760 mm = 1 atm (1 atmosphere). Trong một nhiệt kế khí thể tích không đổi tinh vi hơn, có một bộ đếm áp suất. Các bình chứa khí cũng được thiết kế sao cho khí luôn ở trong một thể tích cố định. Vì vậy, chỉ có sự thay đổi về áp suất mới được đo.
5. Thang đo Kelvin
Nếu vẽ đường chéo trên trục T o C, thì khi áp suất khí bằng 0, nhiệt độ khí = -273.15 o C. Có thể chúng ta nghĩ rằng nhiệt độ của khí ở áp suất bằng 0 thay đổi tùy thuộc vào loại khí trong ống nhiệt kế khí thể tích không đổi. Dựa trên thí nghiệm, mặc dù loại khí khác nhau khi áp suất khí bằng 0, nhiệt độ luôn có giá trị là -273.15 o C. Do đó, chúng ta có thể sử dụng nhiệt độ này làm thang đo nhiệt độ chuẩn (còn được gọi là nhiệt độ không tuyệt đối). Nhiệt độ không tuyệt đối này được gọi là thang đo tuyệt đối hoặc thang đo Kelvin. Kelvin là tên của Lord Kelvin (1824-1907), một nhà vật lý người Anh.
Trên thang đo này, nhiệt độ được biểu thị bằng Kelvin (K), chứ không phải độ Kelvin ( ° K). Khoảng cách giữa các độ giống như trên thang đo Celsius, nhưng điểm 0 được dịch chuyển đến 0 K. Vì vậy, 0 K = -273.15 ° C và 273.15 K = 0 ° C. Nhiệt độ trên thang đo Celsius có thể được chuyển đổi sang thang đo Kelvin bằng cách cộng thêm 273.15. Tương tự, nhiệt độ trên thang đo Kelvin có thể được chuyển đổi sang thang đo Celsius bằng cách trừ đi 273.15.
T (K) = T ( o C) + 273.15
T ( o C) = T (K) – 273.15
