1. NHIỆT ĐỘ VÀ NHIỆT KẾ

Thí nghiệm

Chuẩn bị ba cốc: cốc a đựng nước lạnh, cốc b đựng nước nguội và cốc c đựng nước ấm.

Nhúng ngón tay trỏ phải vào cốc a, nhúng ngón tay trỏ trái vào cốc c.

Sau một lúc, rút các ngón tay ra rồi cùng nhúng vào cốc b.

Như vậy, dựa vào các giác quan của ta để cảm nhận độ nóng, lạnh của một vật là không chính xác. 

Độ nóng hay lạnh của một vật được xác định thông qua nhiệt độ của nó. Vật nóng có nhiệt độ cao hơn vật lạnh. Nhiệt độ là số đo độ "nóng", "lạnh" của vật.

Để biết chính xác được nhiệt độ của vật, người ta dùng cách đo.

Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế theo thang đo xác định.

Có nhiều loại nhiệt kế khác nhau. Dưới đây là một số loại nhiệt kế thường dùng.

Nhiệt kế rượu

Nhiệt kế thủy ngân

Nhiệt kế điện tử

Cấu tạo của nhiệt kế bao gồm ống nhiệt kế nối với bầu đựng chất lỏng, thường là thủy ngân hoặc rượu.

Nhiệt kế (thường dùng) hoạt động dựa trên sự nở vì nhiệt của chất lỏng.

• Khi bầu nhiệt kế tiếp xúc với vật nóng, chất lỏng bên trong nở ra, khiến cột chất lỏng trong ống dài ra.
• Ngược lại, nếu tiếp xúc với vật lạnh, chất lỏng co lại, làm cột chất lỏng ngắn đi.

→ Dựa vào độ dài của cột chất lỏng và các vạch chia trên thang nhiệt kế, ta xác định được nhiệt độ của vật.

❗ Đối với nhiệt kế y tế, để số chỉ của nhiệt kế không thay đổi khi nó đã được lấy ra khỏi cơ thể, phần ống sát với bầu được làm thắt lại.

2. THANG NHIỆT ĐỘ

Thang nhiệt độ Celsius là một thang nhiệt độ thông dụng, được đặt theo thên nhà khoa học người Thụy Điển Celsius.

Trong thang nhiệt độ Celsius, nhiệt độ của nước đá đang tan (0 ^oC) và nhiệt độ của hơi nước đang sôi (100 ^oC) được chọn làm hai nhiệt độ cố định.

Khoảng giữa hai nhiệt độ cố định này được chia thành 100 phần bằng nhau, mỗi phần ứng với 1 độ, kí hiệu là 1 ^oC.

Năm 1714, nhà khoa học Đức Fa-ren-hai (Fahrenheit) đã đề nghị một thang nhiệt độ mang tên ông.

Trong thang nhiệt độ này, nhiệt độ của nước đá đang tan là 32 ^oF, còn nhiệt độ của hơi nước đang sôi là 212 ^oF.

Như vậy 1 ^oC ứng với 1,8 ^oF.

Ví dụ: Tính xem 20 ^oC ứng với bao nhiêu độ trong thang Fahrenheit.

Ta có: 20 ^oC = 0 ^oC + 20 ^oC

           20 ^oC = 32 ^oF + (20.1,8) ^oF = 68 ^oF.

3. THỰC HÀNH ĐO NHIỆT ĐỘ

➤ Ước lượng nhiệt độ và lựa chọn nhiệt kế phù hợp

Trước khi đo nhiệt độ của một vật, cần ước lượng nhiệt độ để lựa chọn loại nhiệt kế phù hợp, nhằm đảm bảo kết quả đo chính xác và an toàn trong quá trình sử dụng.

Ví dụ:

• Để đo nhiệt độ cơ thể, có thể dùng nhiệt kế thủy ngân thông thường hoặc nhiệt kế y tế điện tử.
• Để đo nhiệt độ nước đang đun, nên dùng nhiệt kế có giới hạn đo lớn hơn hoặc bằng 100 °C.

➤ Các bước đo nhiệt độ của một vật

Bước 1: Ước lượng nhiệt độ của vật cần đo.

Bước 2: Chọn nhiệt kế có giới hạn đo (GHĐ) và độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) phù hợp.

Bước 3: Hiệu chỉnh nhiệt kế đúng cách (ví dụ: vẩy cho cột thủy ngân tụt về dưới 35 °C nếu là nhiệt kế y tế).

Bước 4: Thực hiện phép đo: đặt bầu nhiệt kế tiếp xúc trực tiếp với vật hoặc môi trường cần đo.

Bước 5: Đọc và ghi lại kết quả theo vạch chia gần nhất với đầu cột chất lỏng (hoặc theo chỉ số hiển thị với nhiệt kế điện tử).

❗ Một nhược điểm của nhiệt kế y tế thủy ngân là có vỏ bằng thủy tinh nên dễ vỡ. Khi vỡ, thủy ngân trong nhiệt kế là một chất độc hại chảy ra ngoài. Do vậy, loại nhiệt kế y tế loại hiện số cũng đang dần được sử dụng phổ biến. 

❗ Trong khoa học, thang nhiệt độ Kelvin được dùng rất phổ biến. Nhiệt độ trong thang nhiệt độ này được gọi là "nhiệt độ tuyệt đối", kí hiệu là T. Đơn vị nhiệt độ là kenvin, kí hiệu là K.

Một kenvin (1 K) bằng một độ trong thang nhiệt độ Celsius (1 ^oC) và 0 ^oC ứng với 273 K.

Ví dụ: Tính xem 20 ^oC ứng với bao nhiêu kenvin.

Ta có: 20 ^oC = 0 ^oC + 20 ^oC

           20 ^oC = 273 K + 20 K = 293 K.