Title BÀI 3_NHIỆT ĐỘ - THANG ĐO NHIỆT ĐỘ-HS.pdf ✅

2 Nhiệt độ không tuyệt đối (0 K): là nhiệt độ tại đó động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên vật chất bằng không và thế năng tương tác giữa chúng là tối thiểu (nội năng hệ là tối thiếu ở 0 K) Nhiệt độ điểm ba của nước (273,16 K): Là nhiệt độ mà nước tinh khiết có thể tồn tại đồng thời ở cả ba thể rắn, lỏng và hơi (áp suất ≈ 611,7 Pa) 3. Nhiệt kế  Nhiệt kế là thiết bị đo nhiệt độ được chế tạo dựa trên một số tính chất vật lí phụ thuộc vào nhiệt độ.  Nguyên lý hoạt động trên nguyên lý sự nở vì nhiệt của các chất như chất lỏng, kim loại hoặc khí để đo nhiệt độ. Hình ảnh minh họa Nguyên lý hoạt động Nhiệt kế thông thường (nhiệt kế rượu, nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế dầu) Sự nở dài của cột chất lỏng trong ống thủy tinh Nhiệt kế kim loại Sự nở dài của một thanh kim loại mỏng thẳng hoặc xoắn ốc Nhiệt kế khí Sự nở vì nhiệt của thể tích một lượng khí xác định ở áp suất không đổi Nhiệt kế hồng ngoại điện tử Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của bước sóng của sóng điện từ theo hệ thức Wien: λmaxT = 2900 μmK Nhiệt kế nhiệt điện Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hiệu điện thế cặp nhiệt điện: U = kt Nhiệt kế điện trở Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở
3 B. VÍ DỤ MINH HỌA  Câu hỏi giáo khoa Ví dụ 1. Thang nhiệt độ Kelvin có những ưu điểm gì so với thang nhiệt độ Celsius? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 2. Cho hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc, hãy dự đoán chiều truyền năng lượng nhiệt giữa chúng. Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 3. Trong thời tiết mùa đông giá lạnh, cùng ở trong phòng học, nếu chạm tay vào song sắt ở cửa sổ, ta có cảm giác lạnh, nhưng chạm tay vào bàn gỗ ta có cảm giác đỡ lạnh hơn. Có phải vì chiếc bàn gỗ có nhiệt độ cao hơn không? Vì sao? Làm thế nào có thể biết được nhiệt độ các vật? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 4. Cho biết nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế điện trở hoạt động dựa trên nguyên tắc vật lí nào? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 5. 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 hồng ngoại điện tử để đo nhiệt độ. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 6. Dựa vào cách chia nhiệt độ trong thang nhiệt độ Celsius và thang nhiệt độ Kelvin, hãy chứng minh: 1oC = 1/100 của khoảng cách giữa nhiệt độ nóng chảy của nước tinh khiết đóng băng và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết (ở áp suất 1 atm); 1 K = 1/(273,16) của khoảng cách giữa nhiệt độ không tuyệt đối và nhiệt độ điểm mà nước tỉnh khiết tồn tại đồng thời ở thể rắn, lỏng và hơi (ở áp suất 1 atm). .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................  Nhiệt kế Nếu X là tính chất thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ T thì
4            X X t T X X 0 100 0 100 X có thể là chiều dài cột thủy ngân, điện trở kim loại,...            t l l T l l 0 100 0 100 ;            R R t T R R 0 100 0 100 Ví dụ 7. Điện trở của dây dẫn bằng Platinum là 2 Ω ở 0 oC và đạt 10 Ω ở 100oC. Tìm nhiệt độ mà tại đó dây dẫn có điện trở bằng 6 Ω? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 8. Một nhiệt kế có ống đồng nhất được gắn vào một thang đo cm và được đo bằng 10 cm trong nước đá tan, 25 cm trong nước sôi và 15 cm ở nhiệt độ không xác định. Tính nhiệt độ này đến hai chữ số thập phân. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Ví dụ 9. Một nhiệt kế bị lỗi sẽ đọc điểm đóng băng và điểm sôi của nước lần lượt là 5°C và 95°C. Giá trị chính xác của nhiệt độ khi nó đọc 60°C trên nhiệt kế bị lỗi là bao nhiêu? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................  Các thang đo nhiệt độ khác nhau Thang đo Kí hiệu Điểm cố định trên Điểm cố định dưới Số vạch chia Celsius oC 0 oC 100 oC 100 Fahrenheit o F 32 o F 212 o F 180 Kelvin K 273,15 K 373,15 K 100 Tại sao thang đo Fahrenheit lại sử dụng 32 o F là điểm đóng băng của nước? Daniel Fahrenheit không sử dụng điểm nước đóng băng làm cơ sở để phát triển thang đo của mình. Ông coi của hỗn hợp đá/muối/nước (dung dịch nước muối) là “0 độ”. Vì đây là nhiệt độ thấp nhất mà ông có thể thực hiện được một cách dễ dàng trong phòng thí nghiệm của mình.  Chuyển đổi giữa các thang đo X F.P C F K , B.P F.B , ,            0 32 273 15 100 0 212 32 373 15 273 15 C F C T t , t , .t          273 15 32 1 8