🔹 Bài 3: Nhiệt độ, thang nhiệt độ, nhiệt kế
I. Tóm tắt lý thuyết cần nhớ
- Nhiệt độ: là đại lượng đặc trưng cho mức độ “nóng” hay “lạnh” của vật.
- Thang nhiệt độ:
- Thang Celsius (°C): nước đá đang tan: 0°C, nước đang sôi: 100°C
- Thang Fahrenheit (°F): nước đá đang tan: 32°F, nước đang sôi: 212°F
- Thang Kelvin (K): nhiệt độ thấp nhất là 0K (độ không tuyệt đối), tương đương -273,15°C
- Chuyển đổi đơn vị:
- T(°F) = 1.8 × T(°C) + 32
- T(°C) = (T(°F) – 32) / 1.8
- T(K) = T(°C) + 273.15
- T(°C) = T(K) – 273.15
- Nhiệt kế: là dụng cụ đo nhiệt độ (thường dùng: nhiệt kế thủy ngân, rượu, điện tử, hồng ngoại…)
- Lưu ý làm tròn: nếu không yêu cầu khác, giữ 2 chữ số thập phân.
II. Phương pháp giải bài tập
- Ghi nhớ chính xác các công thức chuyển đổi giữa °C, °F và K.
- Dựa vào mốc vật lí (đá tan, nước sôi) để kiểm tra nhanh kết quả.
- Chuyển về °C trước (nếu cần), rồi sang đơn vị đích để hạn chế sai số.
- Chú ý dấu âm khi dưới 0°C; Kelvin luôn ≥ 0.
III. Ví dụ minh họa
- Ví dụ 1: Chuyển 25°C sang đơn vị Kelvin và Fahrenheit.
Giải:
T(K) = 25 + 273.15 = 298.15K
T(°F) = 1.8 × 25 + 32 = 77°F - Ví dụ 2: Nhiệt độ 300K bằng bao nhiêu °C?
Giải:
T(°C) = 300 – 273.15 = 26.85°C - Ví dụ 3: Chuyển -40°C sang °F và K.
Giải:
T(°F) = 1.8 × (-40) + 32 = -40°F
T(K) = -40 + 273.15 = 233.15K - Ví dụ 4: 98.6°F (nhiệt độ cơ thể bình thường) bằng bao nhiêu °C và K?
Giải:
T(°C) = (98.6 – 32) / 1.8 = 37°C
T(K) = 37 + 273.15 = 310.15K - Ví dụ 5: 250K bằng bao nhiêu °C và °F?
Giải:
T(°C) = 250 – 273.15 = -23.15°C
T(°F) = 1.8 × (-23.15) + 32 = 32 – 41.67 = -9.67°F - Ví dụ 6: 0°F tương ứng bao nhiêu °C và K?
Giải:
T(°C) = (0 – 32) / 1.8 = -17.78°C
T(K) = -17.78 + 273.15 = 255.37K
IV. Bài luyện tập
- Câu 1: Một vật có nhiệt độ 37°C. Hãy chuyển sang °F và K.
- Câu 2: Nhiệt độ 100°F bằng bao nhiêu °C và K?
- Câu 3: Cho T = 0°C. Tính T(K) và T(°F).
- Câu 4: Chuyển 293.15K sang °C và °F.
- Câu 5: Một vật đang sôi ở 212°F. Tính nhiệt độ theo °C và K.
- Câu 6: Chuyển -10°C sang °F và K.
- Câu 7: 320K bằng bao nhiêu °C và °F?
- Câu 8: 68°F bằng bao nhiêu °C và K?
- Câu 9: Nhiệt độ phòng ~25°C tương ứng bao nhiêu K và °F?
- Câu 10: 150K bằng bao nhiêu °C và °F?
Đáp án gợi ý (kèm cách tính nhanh)
- 37°C → K = 37 + 273.15 = 310.15K; °F = 1.8×37 + 32 = 98.6°F.
- 100°F → °C = (100 – 32)/1.8 = 37.78°C; K = 37.78 + 273.15 = 310.93K.
- 0°C → K = 273.15K; °F = 32°F.
- 293.15K → °C = 293.15 – 273.15 = 20°C; °F = 1.8×20 + 32 = 68°F.
- 212°F → °C = (212 – 32)/1.8 = 100°C; K = 373.15K.
- -10°C → K = 263.15K; °F = 1.8×(-10) + 32 = 14°F.
- 320K → °C = 46.85°C; °F = 1.8×46.85 + 32 = 116.33°F (xấp xỉ).
- 68°F → °C = (68 – 32)/1.8 = 20°C; K = 293.15K.
- 25°C → K = 298.15K; °F = 77°F.
- 150K → °C = 150 – 273.15 = -123.15°C; °F = 1.8×(-123.15) + 32 = 32 – 221.67 = -189.67°F.
V. Kết luận và mẹo ghi nhớ
- 0°C = 273.15K; 100°C = 373.15K.
- 32°F = 0°C; 212°F = 100°C.
- Mẹo nhanh: nhớ mốc 0°C ↔ 32°F ↔ 273.15K; Kelvin = Celsius + 273.15; Fahrenheit ≈ 2×Celsius + 30 (ước lượng nhanh).
VI. 10 câu trắc nghiệm có đáp án và giải thích
- Câu 1: Nhiệt độ nào sau đây tương ứng với nước đang sôi ở điều kiện bình thường?
- A. 273K
- B. 100°F
- C. 373.15K ✅
- D. 25°C
Giải thích: 100°C = 373.15K.
- Câu 2: Nhiệt độ 77°F tương ứng bao nhiêu độ C?
- A. 25°C ✅
- B. 32°C
- C. 100°C
- D. 0°C
Giải thích: (77 – 32)/1.8 = 25°C.
- Câu 3: 0°C tương ứng bao nhiêu Kelvin?
- A. 0K
- B. 273.15K ✅
- C. 100K
- D. 212K
Giải thích: K = °C + 273.15 = 273.15K.
- Câu 4: 32°F tương ứng với:
- A. 0°C ✅
- B. 100°C
- C. 273.15°C
- D. 10°C
Giải thích: (32 – 32)/1.8 = 0°C.
- Câu 5: Chọn phát biểu đúng:
- A. Kelvin có thể âm khi nhiệt độ dưới 0°C.
- B. Kelvin luôn không âm. ✅
- C. 0K bằng 0°C.
- D. 0°F bằng 0K.
Giải thích: K = °C + 273.15 ≥ 0 với mọi °C.
- Câu 6: Nhiệt độ nào gần nhất với nhiệt độ cơ thể người bình thường?
- A. 20°C
- B. 37°C ✅
- C. 45°C
- D. 273°C
Giải thích: Cơ thể người ~ 37°C (≈98.6°F).
- Câu 7: -40°C bằng bao nhiêu °F?
- A. -72°F
- B. -40°F ✅
- C. 0°F
- D. 40°F
Giải thích: 1.8×(-40)+32 = -40°F (điểm giao hai thang).
- Câu 8: 310.15K tương ứng gần đúng:
- A. 10°C
- B. 37°C ✅
- C. 25°C
- D. 100°C
Giải thích: °C = K – 273.15 = 37°C.
- Câu 9: Nhiệt kế nào không dùng chất lỏng nở vì nhiệt?
- A. Nhiệt kế thủy ngân
- B. Nhiệt kế rượu
- C. Nhiệt kế điện tử ✅
- D. Nhiệt kế y tế thủy ngân
Giải thích: Điện tử dùng cảm biến (thermistor/RTD…), không phải chất lỏng.
- Câu 10: 68°F bằng bao nhiêu K?
- A. 273.15K
- B. 293.15K ✅
- C. 310.15K
- D. 373.15K
Giải thích: 68°F → (68-32)/1.8 = 20°C → 20 + 273.15 = 293.15K.
🔗 Xem thêm các bài học Vật lý khác: https://hocnhanhstem.com/ly12