Tabla de Contenidos
Nóng và lạnh được đo bằng thang số gọi là nhiệt độ. Thang đo nhiệt độ là cách chúng ta giao tiếp về thời tiết, đo lường mức độ an toàn và thoải mái cũng như giải thích thế giới vật chất. Sử dụng các đường cơ sở do các nhà khoa học chọn để tạo các phép đo tương đối, thang đo nhiệt độ đo cường độ nhiệt hoặc lượng năng lượng nhiệt chứa trong vật liệu hoặc chất (chẳng hạn như không khí, nồi nước hoặc bề mặt của mặt trời). Có ba hệ thống đo lường thường được sử dụng: Fahrenheit, Celsius và Kelvin.
Nhiệt độ là gì?
Nhiệt độ là năng lượng được đo bằng một dụng cụ gọi là nhiệt kế, xuất phát từ các từ tiếng Hy Lạp phích (nóng) và metron (đo), theo từ điển từ nguyên trực tuyến. Theo Đại học bang Georgia, một định nghĩa khác về nhiệt độ là nó là thước đo động năng trung bình (năng lượng của một khối lượng chuyển động) của các phân tử của một chất.
Theo một báo cáo năm 2019 được công bố trên tạp chí Nature Public Health Emergency Collection, bác sĩ Hy Lạp cổ đại Hippocrates dường như đã dạy rằng bàn tay con người có thể được sử dụng để đánh giá tình trạng sốt ở một người ngay từ năm 400 trước Công nguyên. Tuy nhiên, các công cụ chính xác để đo nhiệt độ cơ thể con người đã không được phát triển cho đến thế kỷ 16 và 17.
Kelvin: một thang đo tuyệt đối cho các nhà khoa học
Năm 1848, nhà toán học và khoa học người Anh William Thomson (còn được gọi là Lord Kelvin) đã đề xuất một thang đo nhiệt độ tuyệt đối, không phụ thuộc vào tính chất của một chất như nước đá hoặc cơ thể con người. Ông gợi ý rằng phạm vi nhiệt độ có thể có trong vũ trụ vượt xa những gì được đề xuất bởi độ C và độ F. Theo NIST, khái niệm về nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối không phải là mới, nhưng Kelvin đã cung cấp cho bạn một con số chính xác: 0 kelvin bằng -273,15 C.
Nhiệt độ nhiệt động là tuyệt đối, không tương đối với các điểm cố định. Thomson giải thích điều này mô tả lượng động năng chứa trong các hạt tạo nên một đốm vật chất, lắc lư và rung rinh ở cấp độ vi mô. Khi nhiệt độ giảm xuống, các hạt chậm lại cho đến một lúc nào đó mọi chuyển động ngừng lại. Đó là khoảng không tuyệt đối, là tham chiếu của thang đo Kelvin.
không tuyệt đối
Độ không tuyệt đối xảy ra ở -273,15 C hoặc -459,67 F. Cho đến gần đây, các nhà khoa học nghĩ rằng con người không thể tái tạo nhiệt độ đó vì để có được mức lạnh đó, năng lượng sẽ phải được thêm vào hệ thống để làm mát nó, điều đó có nghĩa là hệ thống sẽ nóng hơn độ không tuyệt đối. Nhưng vào năm 2013, các nhà vật lý người Đức đã tìm cách đưa các hạt này xuống nhiệt độ nghịch lý dưới độ không tuyệt đối.
Trong suy nghĩ của Kelvin, độ không tuyệt đối là điểm khởi đầu cho thang đo nhiệt độ, nhưng để thuận tiện, ông đã sử dụng các điểm đánh dấu và khoảng của thang đo độ C được biết đến rộng rãi làm cơ sở cho thang đo của riêng mình. Do đó, trên thang Kelvin, nước đóng băng ở 273,15 K (0°C) và sôi ở 373,15 K, tức là ở 100°C. Kelvin được chỉ định là một đơn vị chứ không phải là độ và bằng một độ trên thang đo độ C. Thang đo Kelvin chủ yếu được sử dụng bởi các nhà khoa học.
Vào năm 2018, kelvin đã được định nghĩa lại để làm cho nó chính xác hơn, theo một bài báo trên tạp chí Metrologia và định nghĩa của nó hiện được liên kết với hằng số Boltzmann. Hằng số này liên hệ nhiệt độ với động năng của vật chất. Định nghĩa mới, theo Đại hội đồng về Trọng lượng và Đo lường, như sau: “Kelvin, ký hiệu K, là đơn vị SI của nhiệt độ nhiệt động lực học; độ lớn của nó được cố định bằng cách đặt giá trị số của hằng số Boltzmann chính xác là 1,380649 × 10 -23 J K-1 [joules trên kelvin]’.
nguồn
- Bách khoa toàn thư Britannica. (nd). Hằng số Boltzmann . Vật lý.
- đo lường. (2019). Việc sửa đổi SI —kết quả của ba thập kỷ tiến bộ trong đo lường.
- Văn phòng Trọng lượng và Đo lường Quốc tế. (2006). Tập sách Hệ đơn vị quốc tế (SI). Ủy ban Cân đo Quốc tế.
- CÓ Tài liệu quảng cáo. (2019). Mise en pratique cho định nghĩa của kelvin trong SI. Ủy ban tư vấn về phép đo nhiệt
