BÀI 2. THANG NHIỆT ĐỘ
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 2. THANG NHIỆT ĐỘ
Khởi động
Khởi động
Khởi động
Để đo nhiệt độ của vật, người ta sử dụng các loại nhiệt kế có thang đo khác nhau (Hình 2.1). Có những thang nhiệt độ nào và làm thế nào để chuyển đổi nhiệt độ giữa các thang đo ấy?
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Có một số thang đo nhiệt độ như thang nhiệt độ Celsius, Kelvin, Fahrenheit,… Để chuyển đổi nhiệt độ giữa các thang đo ta sử dụng các công thức chuyển đổi sau: T(K)=t(°C)+273 : thang nhiệt độ Celsius sang thang nhiệt độ Kelvin. t(°C)=T(K)−273 : thang nhiệt độ Kelvin sang thang nhiệt độ Celsius.
Chiều truyền năng lượng nhiệt giữa hai vật chênh lệch nhiệt độ tiếp xúc nhau
Thí nghiệm
Thí nghiệm
Dụng cụ: 1 chậu nhựa nhỏ, 1 chiếc cốc loại lớn (hoặc bát) bằng kim loại, 1 nhiệt kế thuỷ ngân dùng trong phòng thí nghiệm, bình chứa nước nóng, nước ở nhiệt độ phòng. Tiến hành thí nghiệm Bước 1: Đổ nước vào chậu nhựa. Bước 2: Đổ nước nóng vào cốc kim loại. Bước 3: Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trong cốc và trong chậu, ghi kết quả đo được. Bước 4: Đặt cốc nước nóng vào trong chậu sao cho nước trong chậu không tràn vào cốc. Bước 5: Đợi khoảng 1,5 - 2 phút, sau đó dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trong cốc và nước trong chậu. Ghi kết quả đo được.
Kết quả
Kết quả
Khi cho hai vật chênh lệch nhiệt độ tiếp xúc nhau, năng lượng nhiệt luôn truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Quá trình truyền nhiệt kết thúc khi hai vật ở cùng nhiệt độ (trạng thái cân bằng nhiệt).
Thang nhiệt độ
Nguyên lí đo nhiệt độ của nhiệt kế
Nguyên lí đo nhiệt độ của nhiệt kế
Với nhiệt kế thuỷ ngân (Hình 2.2a), nhiệt độ được xác định dựa trên hiện tượng dãn nở vì nhiệt của thuỷ ngân. Thông qua việc xác định độ cao cột thuỷ ngân ở các nhiệt độ khác nhau, ta xác định được nhiệt độ cần đo. Với nhiệt kế điện trở (Hình 2.2b), nhiệt độ được xác định thông qua biểu thức sự phụ thuộc điện trở của vật theo nhiệt độ, từ giá trị điện trở đo được, ta xác định được nhiệt độ cần đo.
Ảnh
Thang nhiệt độ
Thang nhiệt độ
Thang nhiệt độ Celsius Trong thang nhiệt độ Celsius, chọn hai mốc nhiệt độ là nhiệt độ của nước đá (nước tinh khiết đóng băng) đang tan ở áp suất 1 atm là 0 C và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết ở áp suất 1 atm là 100 C. Từ vạch 0 °C đến vạch 100 C chia thành 100 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng ứng với 1 °C. Nhiệt độ trong thang đo này được kí hiệu là t. Đơn vị là độ Celsius (kí hiệu: C). Thang nhiệt độ Kelvin (thang nhiệt độ tuyệt đối) Trong thang nhiệt độ Kelvin, chọn hai mốc nhiệt độ là nhiệt độ mà tại đó động năng chuyển động nhiệt của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên các chất bằng không là 0 K (gọi là độ không tuyệt đối) và chọn nhiệt độ nước tinh khiết tồn tại đồng thời ở thể rắn, lỏng và hơi là 273,16 K (Hình 2.3). Trong khoảng giữa hai giá trị nhiệt độ này, chia thành 273,16 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng là 1 K.
Nhiệt độ không tuyệt đối
Nhiệt độ không tuyệt đối
Khi nhiệt độ giảm thì chuyển động nhiệt cũng giảm theo và ở nhiệt độ không tuyệt đối (T = 0 K) thì chuyển động nhiệt của các phân tử đều dừng lại (động năng của chúng bằng không). Khi đó, không có sự va chạm của các phân tử và thế năng tương tác giữa các phân tử là tối thiểu.
Chuyển đổi nhiệt độ giữa các thang đo
Chuyển đổi nhiệt độ giữa các thang đo
Gọi t là giá trị nhiệt độ của vật theo thang nhiệt độ Celcius và T là giá trị nhiệt độ của vật đó theo thang nhiệt độ Kelvin thì: T(K) = t(°C) + 273,15 Có thể áp dụng biểu thức gần đúng: T(K) = t(℃) + 273
Vận dụng
Vận dụng
Vận dụng
Hiện nay, người ta có thể đo nhiệt độ bằng cảm biến hồng ngoại. Hãy tìm hiểu thông tin và thực hiện các yêu cầu sau: – Nêu nguyên lí đo nhiệt độ của cảm biến hồng ngoại. – Nêu cách sử dụng nhiệt kế hồn
Trả lời
Trả lời
– Nguyên lí đo nhiệt độ của cảm biến hồng ngoại. Hồng ngoại là sóng có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến (ánh sáng có thể nhìn thấy được). Mắt người bình thường có thể thấy ánh sáng có bước sóng khoảng từ 0,36 µm tới 0,72 µm. Phần hồng ngoại của phổ kéo dài bước sóng từ 0,7 µm đến 1000 µm. Trong dải sóng này, chỉ các tần số từ 0,7 µm đến 20 µm được sử dụng để đo nhiệt độ thực tế hàng ngày. Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại sẽ phát ra theo đường thẳng đến bề mặt của vật và nhận về các chùm tia phản xạ mang năng lượng để tính toán nhiệt độ cần đo.
Cách sử dụng nhiệt kế hồng ngoại điện tử:
- Cách sử dụng nhiệt kế hồng ngoại điện tử: Đầu tiên, bạn cần mở nắp đậy đầu đo của máy, sau đó ấn nút ON/MEM để khởi động máy. Khi đó, kèm theo 2 tiếng bíp thì các biểu tượng chức năng sẽ xuất hiện trên màn hình LCD. Để đo thân nhiệt, bạn cần để đầu đo nhiệt độ cách trán, nách, tai từ 1 đến 3 cm và nhiệt kế cần được giữ nguyên trong quá trình đo. Bạn ấn giữ nút START, trong vòng từ 1 đến 3 giây quá trình đo sẽ hoàn thành, thời gian này còn phụ thuộc vào từng dòng máy. Tiếng bíp dài được vang lên báo hiệu cho bạn quá trình đo đã kết thúc. Trong vòng 5 giây, bạn sẽ nhận được kết quả đo nhiệt độ được hiển thị trên màn hình LCD. Để tắt máy, bạn chỉ cần ấn và giữ nút ON/MEM cho đến khi xuất hiện chữ OFF trên màn hình.
Cảm ơn
Ảnh