Cách chuyển đổi độ C sang độ Kelvin

Biết cách chuyển đổi độ C sang Kelvin là điều cần thiết đối với mọi sinh viên hóa học, vật lý hoặc sinh học vì nhiệt độ là một biến số can thiệp vào thực tế tất cả các hiện tượng tự nhiên. Việc chuyển đổi này rất dễ dàng vì cả hai thang đo chỉ khác nhau ở vị trí của số 0 trên thang đo. Tuy nhiên, sẽ dễ hiểu hơn và trên hết là dễ nhớ hơn nếu bạn hiểu cả hai thang âm đến từ đâu và chúng được sử dụng như thế nào.

Thang độ C (°C)

Đó là thang đo nhiệt độ được phát minh vào năm 1742 bởi Anders Celsius, một nhà thiên văn học người Thụy Điển. Thang đo này được thiết lập dựa trên điểm đóng băng và điểm sôi của nước ở mực nước biển. Điểm đóng băng của nước là điểm tham chiếu mà nhiệt độ 0 °C được ấn định , trong khi điểm sôi được ấn định là nhiệt độ 100 °C , đó là lý do tại sao ban đầu nó được gọi là thang nhiệt độ bách phân. tồn tại ngày nay trong sử dụng phổ biến.

Thang đo độ C là thang đo nhiệt độ tương đối. Điều này có nghĩa là nó không đo nhiệt độ tuyệt đối của một vật mà chỉ biểu thị nhiệt độ của nó cao hơn hay thấp hơn bao nhiêu so với nhiệt độ tham chiếu, trong trường hợp này là nhiệt độ nóng chảy hoặc đóng băng của nước. Nhiệt độ tham chiếu thứ hai được sử dụng để xác định “kích thước” của độ C.

Kelvin và thang đo nhiệt độ tuyệt đối (K)

Không giống như thang đo độ bách phân hoặc độ C, thang đo Kelvin là thang đo nhiệt độ tuyệt đối , vì nó không phụ thuộc vào bất kỳ điểm tham chiếu nào. Số 0 trên thang Kelvin thực sự chỉ ra sự vắng mặt của năng lượng nhiệt trong cơ thể. Tức là 0 của thang Kelvin là độ 0 tuyệt đối của nhiệt độ, không thể có nhiệt độ nào thấp hơn nó. Nó được thành lập bởi William Thompson (còn được biết đến với tên ngang hàng là Lord Kelvin) vào năm 1848, người đã chỉ định mỗi đơn vị trên thang đo của mình có cùng kích thước với độ trên thang đo độ C. Điều này làm cho việc chuyển đổi từ độ C sang độ Kelvin dễ dàng hơn nhiều, vì sự khác biệt duy nhất giữa hai thang đo là vị trí của độ không tuyệt đối, tương ứng với -273,15 °C.

Cần lưu ý rằng đơn vị trên thang đo Kelvin được gọi là Kelvin và ký hiệu của nó là K ; nó không được gọi là “độ” Kelvin cũng như không mang ký hiệu độ (°). Điều này là chính xác bởi vì nó là một thang đo tuyệt đối và không phải là một thang đo tương đối. Ví dụ: 273 K được đọc là hai trăm bảy mươi ba Kelvin chứ không phải hai trăm bảy mươi ba “độ” Kelvin.

Công thức chuyển đổi độ C sang Kelvin

Để chuyển độ C sang độ Kelvin, chỉ cần lấy nhiệt độ tính bằng độ C và thêm 273,15. Nó thường được viết:

Sử dụng công thức này, °C đại diện cho nhiệt độ tính bằng độ C (nhiệt độ bạn muốn chuyển đổi) chứ không phải độ C và kết quả trực tiếp tính bằng Kelvin. Để tránh nhầm lẫn giữa các biến xuất hiện trong phương trình và đơn vị nhiệt độ, tốt hơn là không đặt đơn vị tại thời điểm chuyển đổi mà chỉ đặt giá trị số. Sau khi thực hiện thao tác, ký hiệu Kelvin (K) được đặt.

Ví dụ:

Giả sử chúng ta muốn chuyển đổi nhiệt độ trung bình của cơ thể con người, là 37,00 °C, sang Kelvin. Bước đầu tiên là thay 37,00 cho °C trong công thức (không có đơn vị để tránh nhầm lẫn). Sau đó, thao tác được thực hiện và cuối cùng K được thêm vào:

Một dạng chính xác hơn của công thức để chuyển đổi độ C sang độ Kelvin

Công thức trên, mặc dù dễ sử dụng, nhưng thường gây nhầm lẫn vì không thể bao gồm các đơn vị ngoại trừ ở cuối. Để tránh điều này, tốt hơn là sử dụng một dạng chính xác hơn của cùng một phương trình. Trong nhiều cuốn sách về vật lý và nhiệt động lực học, nhiệt độ tuyệt đối được biểu thị bằng chữ T, trong khi nhiệt độ tương đối tính bằng độ C được biểu thị bằng chữ Hy Lạp θ ( theta , là t trong bảng chữ cái Hy Lạp). Do đó, công thức trước đây là:

Trong trường hợp này, K và °C đại diện cho đơn vị Kelvin và độ C, trong khi T và θ đại diện cho nhiệt độ trong các đơn vị tương ứng. Để tính được nhiệt độ theo Kelvin (nghĩa là T), chỉ cần giải T bằng cách nhân cả hai vế của phương trình với K.

Ví dụ:

Giả sử bạn muốn chuyển đổi điểm sôi của argon, là -185,8 °C, sang Kelvin. Trong trường hợp này, bạn có θ = -185,8 °C và bạn muốn biết giá trị của T. Vì vậy, bạn chỉ cần thay θ vào công thức và tìm T:

Điều quan trọng cần lưu ý là các đơn vị trong thuật ngữ đầu tiên ở phía bên tay phải bị triệt tiêu, vì vậy số kết quả có thể được thêm vào 273,15. Bây giờ, xóa T, là nhiệt độ tính bằng Kelvin (nhiệt độ chúng tôi muốn), chúng tôi thu được:

Manh mối để chuyển đổi độ C sang Kelvin

Bất cứ khi nào thực hiện chuyển đổi đơn vị, điều quan trọng là phải kiểm tra xem kết quả có hợp lý không, vì ngay cả kỹ sư giàu kinh nghiệm nhất cũng có thể mắc lỗi, ngay cả khi sử dụng các công thức đơn giản như công thức này. Trong trường hợp chuyển đổi từ độ C sang độ Kelvin và ngược lại, trong một trường hợp, bạn phải cộng 273,15 và trong trường hợp khác, bạn phải trừ đi và rất thường quên khi thực hiện cái này hay cái khác. Để đảm bảo rằng việc chuyển đổi luôn được thực hiện chính xác, có thể tính đến hai manh mối sau:

• Nhiệt độ tính bằng Kelvin phải luôn lớn hơn nhiệt độ tính bằng độ C. Ví dụ: nếu khi biến đổi 400 °C thành Kelvin, kết quả cho 127 K, thì phép biến đổi đó là sai, vì nhiệt độ tính bằng Kelvin không bao giờ có thể nhỏ hơn nhiệt độ tính bằng °C.
• Nhiệt độ tính bằng Kelvin không bao giờ có thể âm , vì nó là thang đo tuyệt đối và giá trị nhỏ nhất bằng không (không có đơn vị, chỉ bằng không). Nếu khi bạn chuyển đổi nhiệt độ sang Kelvin, kết quả là -150 K, thì chuyển đổi là sai.

Chuyển đổi ngược lại, từ Kelvin sang Celsius

Để chuyển đổi từ độ Kelvin sang độ C, bạn chỉ cần giải một trong hai phương trình, bao gồm việc trừ 273,15 ở cả hai vế của công thức:

Hay nói đúng hơn,

Cách chuyển đổi độ C sang các đơn vị khác

Nhiệt độ tính bằng độ C có thể được chuyển đổi sang bất kỳ thang đo nhiệt độ nào khác, có thể là tương đối hoặc tuyệt đối. Ví dụ: bạn cũng có thể chuyển đổi độ C sang độ F (là thang đo tương đối) hoặc bạn có thể chuyển đổi độ C sang Rankine (là thang đo tuyệt đối).

nguồn

• Atkins, P. & dePaula, J. (2008). Hóa lý . (tái bản lần thứ 8). Biên tập y tế Panamerican.