Nhiệt độ là gì

Nhiệt độ được định nghĩa là độ nóng hoặc lạnh của một vật, được đo bằng một đơn vị đo nhiệt độ và có vai trò khá quan trọng trong cuộc sống. Vậy cụ thể nhiệt độ là gì? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết về về khái niệm nhiệt độ và các đơn vị đo nhiệt độ phổ biến nhất, cùng theo dõi nhé.

Nhiệt độ là gì?

Nhiệt độ là một đại lượng vật lý thể hiện mức độ chênh lệch giữa năng lượng nhiệt động của các hạt phân tử trong vật. Nhiệt độ được đo bằng đơn vị độ C, độ K, độ F hoặc độ R, cho biết mức độ nóng hay lạnh của một vật thể hoặc môi trường. Hiện nay, nhiệt độ được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như: khoa học, công nghiệp, y tế, nông nghiệp, vật lý, hóa học, điện tử.

Dựa trên mức độ động lượng của các phân tử nhiệt độ được xác định. Với sự cộng hưởng của áp suất và thể tích của chất. Điều này có nghĩa là nhiệt độ càng cao, thì động lượng phân tử của chất càng lớn, còn nhiệt độ càng thấp thì động lượng phân tử sẽ càng nhỏ.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ

Theo nghiên cứu, nhiệt độ của một vật thể hoặc môi trường sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Và những yếu tố này có thể tương tác với nhau để tạo ra sự thay đổi nhiệt độ trong môi trường và vật thể. Một số yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bao gồm:

• Ánh sáng mặt trời có thể làm tăng nhiệt độ của không khí và mặt đất.
• Khối lượng của vật thể cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ. Vật nặng có thể giữ lại nhiệt lâu hơn so với vật nhẹ.
• Độ ẩm của không khí ảnh hưởng đến khả năng giữ nhiệt của môi trường. Không khí ẩm có thể giữ nhiệt lâu hơn so với không khí khô.
• Thời tiết có thể làm thay đổi nhiệt độ môi trường. Ví dụ như một trận bão có thể làm giảm nhiệt độ của một khu vực.
• Độ cao cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ của môi trường. Ở độ cao cao hơn, nhiệt độ sẽ giảm theo độ cao.
• Vật liệu cũng có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ. Ví dụ như kim loại có thể dẫn nhiệt tốt hơn so với nhựa.

Các đơn vị đo nhiệt độ

Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ khác nhau được sử dụng trên thế giới, dưới đây là các đơn vị phổ biến nhất:

• Độ Celsius (°C)

Đây là đơn vị đo nhiệt độ được sử dụng rộng rãi, phổ biến trên toàn thế giới và được đặt theo tên của nhà khoa học người Thụy Điển là Anders Celsius. Độ Celsius được định nghĩa bằng cách chia khoảng cách giữa nhiệt độ đóng băng của nước ở áp suất tiêu chuẩn và nhiệt độ sôi của nước ở áp suất tiêu chuẩn thành 100 phần bằng nhau. Điểm đóng băng của nước là 0 °C và điểm sôi của nước là 100 °C ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn.

• Độ Fahrenheit (°F)

Đơn vị đo nhiệt độ này được sử dụng chủ yếu ở Mỹ và một số quốc gia khác. Độ Fahrenheit được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức là Daniel Gabriel Fahrenheit. Độ Fahrenheit đo bằng cách chia khoảng cách giữa nhiệt độ đóng băng của nước và nhiệt độ sôi của nước thành 180 phần bằng nhau. Điểm đóng băng của nước là 32 °F và điểm sôi của nước là 212 °F ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn.

• Kelvin (K)

Kelvin là đơn vị đo nhiệt độ tuyệt đối và được sử dụng trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Kelvin được đặt theo tên của nhà vật lý người Anh William Thomson, Baron Kelvin. Độ Kelvin được định nghĩa bằng cách sử dụng một trục nhiệt độ tuyến tính với không trạng thái là trường hợp tuyệt đối không có năng lượng nhiệt. Một độ Kelvin bằng 1/273,16 phần của nhiệt độ ở áp suất tiêu chuẩn của điểm đóng băng của nước. Điểm đóng băng của nước là 273,15 K và điểm sôi của nước là 373,15 K ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn.

• Rankine (°R)

Đây là đơn vị đo nhiệt độ tuyệt đối nhưng được sử dụng ít hơn so với Kelvin. 0 °R tương đương với -459,67 °F.

• Réaumur (°Ré)

Đơn vị này được sử dụng ở một số nước châu Âu. Điểm đóng băng của nước là 0 °Ré và điểm sôi của nước là 80 °Ré ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn.

• Newton (°N)

Đơn vị này được đặt theo tên của nhà vật lý người Anh Isaac Newton, nhưng hiện nay không còn được sử dụng nhiều.

Cách quy đổi các đơn vị đo nhiệt độ

Để quy đổi giữa các đơn vị đo nhiệt độ, chúng ta có thể sử dụng các công thức sau:

• Độ Celsius (°C) sang độ Fahrenheit (°F):
  °F = (°C x 1.8) + 32
• Độ Fahrenheit (°F) sang độ Celsius (°C):
  °C = (°F – 32) / 1.8
• Độ Celsius (°C) sang độ Kelvin (K):
  K = °C + 273.15
• Độ Kelvin (K) sang độ Celsius (°C):
  °C = K – 273.15
• Độ Fahrenheit (°F) sang độ Kelvin (K):
  K = (°F + 459.67) x 5/9
• Độ Kelvin (K) sang độ Fahrenheit (°F):
  °F = K x 9/5 – 459.67

Ví dụ: Chuyển đổi 25 °C sang độ Fahrenheit

°F = (25 x 1.8) + 32 = 77 °F

Hoặc chuyển đổi 98.6 °F sang độ Celsius

°C = (98.6 – 32) / 1.8 = 37 °C

Nên lưu ý rằng khi quy đổi giữa các đơn vị nhiệt độ, cần chú ý đến thứ tự của các bước tính toán để đảm bảo kết quả chính xác.

Phương pháp đo nhiệt độ

Có nhiều phương pháp đo nhiệt độ khác nhau, tùy vào mục đích và ứng dụng của từng trường hợp mà sẽ sử dụng phương pháp đo nhiệt độ tương ứng. Dưới đây là một số phương pháp đo nhiệt độ phổ biến:

• Sử dụng nhiệt kế

Đây là phương pháp đo nhiệt độ phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng y tế, công nghiệp và khoa học. Nhiệt kế có thể được làm bằng thủy ngân hoặc cồn, và cả hai loại đều được chấp nhận sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

• Sử dụng máy đo nhiệt độ bằng cách chuyển đổi điện trở

Các máy đo nhiệt độ bằng cách chuyển đổi điện trở có thể được sử dụng để đo nhiệt độ trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả các môi trường có áp suất và khí hậu đặc biệt. Với nguyên lý hoạt động sử dụng các cảm biến nhiệt độ để đo lường điện trở và chuyển đổi kết quả sang đơn vị nhiệt độ tương ứng.

• Sử dụng cặp nhiệt điện

Cặp nhiệt điện là một loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo nhiệt độ trong các môi trường có áp suất cao hoặc nhiệt độ rất cao. Cặp nhiệt điện được tạo ra bằng cách kết nối hai loại kim loại khác nhau và sử dụng hiệu ứng Seebeck để tạo ra một điện thế. Nhiệt độ có thể được tính toán bằng cách sử dụng đo lường điện thế này.

• Sử dụng hồ quang bức xạ

Hồ quang bức xạ là một loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo nhiệt độ trong môi trường cao áp suất hoặc các ứng dụng đòi hỏi tính linh hoạt và độ chính xác cao. Hồ quang bức xạ sử dụng tính chất phát xạ của các chất phát quang để đo lường nhiệt độ, và kết quả được chuyển đổi sang đơn vị phù hợp.

• Thước đo nhiệt

Là thiết bị đo nhiệt độ đơn giản nhất, thường được sử dụng trong gia đình hoặc trong các ứng dụng nhỏ. Thước đo nhiệt có thể làm bằng thủy ngân, cồn, hoặc nhựa, và đo được nhiệt độ từ -50 độ C đến 200 độ C. Tuy nhiên, thước đo nhiệt không đảm bảo độ chính xác cao và có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh.

• Cảm biến nhiệt điện

Là một loại cảm biến dùng để đo nhiệt độ bằng cách sử dụng hiệu ứng Seebeck. Cảm biến nhiệt điện được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và nghiên cứu khoa học và đo được khoảng nhiệt độ từ -270 độ C đến 1.820 độ C với độ chính xác cao.

Tham khảo thêm: Khối lượng riêng của inox

Ứng dụng đơn vị đo nhiệt độ

Đơn vị đo nhiệt độ được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Cụ thể dưới đây:

• Đo nhiệt độ trong gia đình, ví dụ đo nhiệt độ của nước, thực phẩm, không khí. Đơn vị đo sử dụng thông thường là độ C (độ Celsius) hoặc độ F (độ Fahrenheit).
• Sử dụng trong công nghiệp với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, cụ thể là đo nhiệt độ trong quá trình sản xuất, lưu trữ và vận chuyển các sản phẩm như: thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, vật liệu xây dựng.
• Trong lĩnh vực y tế dùng để đo nhiệt độ cơ thể của con người, đặc biệt trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh.
• Trong nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau, từ hóa học đến vật lý và sinh học với nhiệm vụ đo nhiệt độ trong các phản ứng hóa học, trong quá trình nghiên cứu về nhiệt độ của các hệ thống sinh học.
• Trong công nghệ để kiểm soát nhiệt độ của các thiết bị như: máy tính, máy móc và các thiết bị điện tử khác.

Tổng kết lại, nhiệt độ là đại lượng đo lường ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như năng lượng điện từ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất và điều kiện môi trường. Chính vì thế, việc hiểu rõ về nhiệt độ và cách đo nhiệt độ là rất quan trọng giúp cho cuộc sống và công việc của chúng ta trở nên dễ dàng hơn.

Bài viết liên quan: Các đơn vị đo lường