Nhiệt độ là gì – Các đơn vị đo nhiệt độ phổ biến

Để đo và đánh giá nhiệt độ, người ta sử dụng các đơn vị đo như Celsius, Fahrenheit, Kelvin và nhiều đơn vị khác nữa. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về các đơn vị đo nhiệt độ và cách chuyển đổi giữa chúng. Vì vậy, bài viết với mục đích giải đáp những thắc mắc này và cung cấp thông tin cơ bản về các đơn vị đo nhiệt độ phổ biến.

Khái niệm nhiệt độ là gì – đơn vị đo nhiệt độ là gì?

Khái niệm nhiệt độ là gì?

Nhiệt độ (tiếng Anh: Temperature) là một đại lượng vật lý dùng để đo mức độ nóng hay lạnh của một chất hoặc vật thể. Nhiệt độ được xác định bằng cách so sánh sự khác biệt trong năng lượng của các phân tử trong chất hoặc vật thể đó.

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng trong nhiều hoạt động, bao gồm cả sản xuất công nghiệp, y tế, thực phẩm và nước uống, cũng như trong các hoạt động nghiên cứu khoa học. Nhiệt độ có thể được kiểm soát để đảm bảo các quy trình hoạt động đúng cách và đảm bảo sự an toàn cho người sử dụng.

Đơn vị đo nhiệt độ là gì?

Đơn vị đo nhiệt độ là một đơn vị đo lường được sử dụng để đo nhiệt độ của một chất hoặc vật thể. Các đơn vị đo nhiệt độ thông thường được sử dụng là độ C (độ Celsius), độ F (độ Fahrenheit), và K (độ Kelvin).

Tầm quan trọng của đơn vị đo nhiệt độ

Đơn vị đo nhiệt độ là một trong những đơn vị đo lường quan trọng nhất trong khoa học và kỹ thuật, được sử dụng để đo lường và kiểm soát nhiệt độ trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp như sản xuất, y tế, thực phẩm và năng lượng, nơi nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng đối với quá trình sản xuất và bảo quản.

Đơn vị đo nhiệt độ cũng là một trong những thông số quan trọng được sử dụng trong nghiên cứu khoa học và kỹ thuật. Điều này đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu, vật lý, hóa học và sinh học, nơi nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến các tính chất và quá trình của vật liệu và hệ thống.

Ngoài ra, đơn vị đo nhiệt độ cũng được sử dụng trong đời sống hàng ngày, chẳng hạn như trong việc kiểm tra nhiệt độ của thực phẩm khi nấu nướng, sử dụng các thiết bị điện tử đo nhiệt độ, hoặc đo nhiệt độ của môi trường xung quanh để đảm bảo môi trường sống và làm việc an toàn và thoải mái.

Lịch sử phát triển của các đơn vị đo nhiệt độ

Đo lường nhiệt độ là một yêu cầu quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Trong quá khứ, con người đã sử dụng các phương pháp đo lường nhiệt độ đơn giản như đồng hồ nước, những phương pháp này thường dựa trên các thay đổi của chất lỏng hoặc khí trong một khoang kín để đo lường nhiệt độ. Tuy nhiên, các phương pháp này không đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao.

Trong thế kỷ 17, Galileo Galilei đã phát minh ra một loại nhiệt kế đầu tiên bằng thủy ngân. Sau đó, Ole Christensen Rømer đã phát triển một loại nhiệt kế bằng thủy ngân khác vào năm 1701. Nhiệt kế của ông được sử dụng rộng rãi trong khoa học và công nghiệp, và là một trong những phương pháp đo nhiệt độ chính xác nhất trong nhiều thế kỷ.

Trong những năm 1800, William Thomson (Lord Kelvin) đã phát triển nhiệt kế Kelvin, một loại nhiệt kế hoạt động bằng cách sử dụng nguyên lý giống như thermocouple. Nhiệt kế Kelvin được sử dụng rộng rãi trong khoa học và công nghiệp, và được coi là một trong những phương pháp đo nhiệt độ chính xác nhất hiện nay.

Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ, các thiết bị đo nhiệt độ thông minh đã được phát triển và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Các thiết bị đo nhiệt độ hiện đại bao gồm nhiệt kế điện tử, in-phân cực, in-siêu dẫn, và các thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc như infrared thermometer. Những cải tiến này đã giúp tăng độ chính xác và độ tin cậy của việc đo nhiệt độ.

Các đơn vị đo lường nhiệt độ phổ biến

Có 5 đơn vị đo lường nhiệt độ phổ biến nhất là:

• Độ C (độ Celsius),
• Độ F (độ Fahrenheit)
• Độ K (độ Kelvin)
• Độ Rankine
• Độ Réaumur

Độ C (độ Celsius)

Độ C (độ Celsius) là một đơn vị đo nhiệt độ được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và là đơn vị đo nhiệt độ tiêu chuẩn trong hệ SI (hệ đo lường quốc tế). Độ C được xác định bằng cách đặt điểm sôi và điểm đông của nước tại áp suất tiêu chuẩn là 100 độ C và 0 độ C. Độ C là độ dài của đoạn thẳng nối điểm đông và điểm sôi của nước ở áp suất tiêu chuẩn chia thành 100 phần bằng nhau.

Độ C thường được sử dụng để đo nhiệt độ trong các ứng dụng thông thường như nấu ăn, y tế, điều hòa không khí, v.v. Nó cũng được sử dụng trong các hoạt động nghiên cứu khoa học và công nghệ. Tính đến năm 2023, độ C được xem là đơn vị đo nhiệt độ tiêu chuẩn trong hệ SI.

Độ F (độ Fahrenheit)

Độ F (độ Fahrenheit) là một đơn vị đo nhiệt độ được sử dụng chủ yếu ở Mỹ và một số quốc gia khác. Độ F được xác định bằng cách đặt điểm sôi và điểm đông của nước tại áp suất tiêu chuẩn là 212 độ F và 32 độ F. Nó là đơn vị đo nhiệt độ lấy làm cơ sở là độ Farenheit do Daniel Gabriel Fahrenheit, một nhà vật lý người Đức, đề xuất vào năm 1724.

Độ F thường được sử dụng để đo nhiệt độ trong các ứng dụng thực tiễn như đo nhiệt độ cơ thể, đo nhiệt độ trong quá trình chế biến thực phẩm, v.v. Tuy nhiên, độ F hiếm khi được sử dụng trong các ứng dụng khoa học và kỹ thuật, và được thay thế bởi đơn vị đo tiêu chuẩn của hệ SI là độ C (độ Celsius).

Độ Kelvin (K)

Độ Kelvin (K) là đơn vị đo nhiệt độ được sử dụng trong hệ SI (hệ đo lường quốc tế). Nó được đặt tên theo nhà vật lý người Anh William Thomson, Baron Kelvin, và được định nghĩa bằng cách sử dụng độ lạnh tuyệt đối của vật chất (0 K) làm điểm khởi đầu, trong đó các phân tử không có chuyển động nhiệt độ. Điểm sôi của nước ở áp suất tiêu chuẩn (1 atm) là 373,15 K và điểm đông của nước ở áp suất tiêu chuẩn là 273,15 K.

Độ Kelvin là đơn vị đo nhiệt độ tiêu chuẩn trong hệ SI và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khoa học và kỹ thuật, như trong nghiên cứu vật liệu, vật lý, hóa học, và vũ trụ học. Điều đó cho phép các nhà khoa học trên toàn thế giới sử dụng cùng một đơn vị đo nhiệt độ trong các phép đo và tính toán, giúp cho các nghiên cứu và ứng dụng trở nên chính xác và tiện lợi hơn.

Độ Rankine (R)

Độ Rankine (R) là một đơn vị đo nhiệt độ tương tự như độ Fahrenheit (độ F), được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng khoa học và kỹ thuật ở Mỹ và một số quốc gia khác. Độ Rankine được xác định bằng cách đặt điểm sôi và điểm đông của nước tại áp suất tiêu chuẩn là 671,67 R và 491,67 R. Điều này tương đương với 0 độ R tương đương với -459,67 độ F và 0 độ R tương đương với 0 độ K.

Độ Rankine không được sử dụng rộng rãi như độ C hay độ K trong các ứng dụng khoa học và kỹ thuật do những hạn chế về tính chính xác và tiện lợi. Tuy nhiên, nó vẫn được sử dụng trong một số lĩnh vực như vật liệu, vật lý, và kỹ thuật đo lường nhiệt độ, và còn được sử dụng như một phần trong các hệ thống đo nhiệt độ có độ chính xác cao.

Độ Réaumur (°Ré hoặc °Re)

Độ Réaumur (°Ré hoặc °Re) là một đơn vị đo nhiệt độ không phổ biến, được đặt theo tên nhà vật lý người Pháp René Antoine Ferchault de Réaumur. Đơn vị này được sử dụng rộng rãi trong lịch sử, đặc biệt là tại Châu Âu, trước khi các đơn vị đo nhiệt độ khác được phổ biến. Độ Réaumur được xác định bằng cách chia khoảng cách giữa điểm sôi và điểm đông của nước thành 80 phần bằng nhau, với điểm đông của nước được đặt tại 0 °Ré và điểm sôi của nước ở áp suất tiêu chuẩn (1 atm) được đặt tại 80 °Ré.

Tuy nhiên, đơn vị đo nhiệt độ này hiện không còn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khoa học và kỹ thuật do hạn chế về tính chính xác và tiện lợi. Các đơn vị đo nhiệt độ phổ biến hơn, chẳng hạn như độ C, độ F và độ K, đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

Ngoài ra, còn một số đơn vị đo nhiệt độ khác được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, như Độ Delisle (°De), Độ Newton (°N) và độ Réaumur. Tuy nhiên, các đơn vị này hiếm khi được sử dụng trong các ứng dụng thông thường.

Mối liên hệ giữa các loại đơn vị đo nhiệt độ

Các loại đơn vị đo nhiệt độ trêbn được đo bằng cách sử dụng các phương pháp khác nhau và có mối liên hệ với nhau thông qua các công thức chuyển đổi.

Các đơn vị đo nhiệt độ phổ biến nhất bao gồm độ C, độ F và độ K. Độ C đo nhiệt độ dựa trên thang đo Celsius, độ F đo nhiệt độ dựa trên thang đo Fahrenheit và độ K đo nhiệt độ dựa trên thang đo Kelvin. Các đơn vị đo nhiệt độ này có mối quan hệ với nhau thông qua các phương trình chuyển đổi đơn vị đơn giản.

Cụ thể, để chuyển đổi độ C sang độ F, ta sử dụng công thức:

F = (C x 1.8) + 32

Ngược lại, để chuyển đổi độ F sang độ C, ta sử dụng công thức:

C = (F – 32) / 1.8

Để chuyển đổi độ C sang độ K, ta sử dụng công thức:

K = C + 273.15

Tương tự, để chuyển đổi độ F sang độ K, ta có thể sử dụng công thức:

K = (F + 459.67) / 1.8

Việc chuyển đổi giữa các đơn vị đo nhiệt độ này là rất quan trọng trong các ứng dụng thực tiễn, đặc biệt là khi làm việc với các thiết bị đo nhiệt độ và dữ liệu đo nhiệt độ.

Cách đo lường nhiệt độ – Các thiết bị đo nhiệt độ

Trong nhiều lĩnh vực, đo lường nhiệt độ là một yêu cầu cần thiết. Để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của dữ liệu, cần sử dụng các thiết bị đo nhiệt độ phù hợp. Dưới đây là một số thiết bị đo nhiệt độ phổ biến:

• Đồng hồ nhiệt
• Thermocouple
• RTD
• Infrared thermometer
• Data logger

Đồng hồ nhiệt độ: Đây là một loại thiết bị đo nhiệt độ đơn giản, được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày. Đồng hồ nhiệt thường làm bằng thủy ngân hoặc cồn và có độ chính xác cao.

Một số loại đồng hồ đo nhiệt độ do Viva cung cấp

Thermocouple: Thermocouple là một cặp dây kim loại khác nhau được nối với nhau tại một điểm. Khi một đầu nối được nối với nguồn nhiệt, dòng điện sẽ chảy qua dây và tạo ra một điện thế. Theo quy luật Seebeck, độ lớn của điện thế này phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn nhiệt và được sử dụng để đo nhiệt độ.

RTD: RTD là viết tắt của “Resistance Temperature Detector”. Đây là một loại thiết bị đo nhiệt độ được làm bằng các vật liệu dẫn điện có hệ số kháng điện thay đổi theo nhiệt độ. Điện trở của RTD tăng khi nhiệt độ tăng, và giảm khi nhiệt độ giảm. RTD có độ chính xác cao và ổn định.

Infrared thermometer: Infrared thermometer sử dụng sóng hồng ngoại để đo nhiệt độ. Thiết bị này phát ra một tia laser hoặc hồng ngoại và đo nhiệt độ của vật thể bằng cách đo lường sóng phản xạ từ vật thể đó. Infrared thermometer thường được sử dụng để đo nhiệt độ của vật thể ở khoảng cách xa hoặc vật thể khó tiếp cận.

Data logger: Data logger là một thiết bị có khả năng đo và ghi lại dữ liệu nhiệt độ trong thời gian thực. Dữ liệu này sau đó có thể được chuyển đến máy tính để phân tích hoặc lưu trữ dữ liệu để sử dụng cho các mục đích khác.

Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ

Những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ bao gồm:

• Sự thay đổi của năng lượng: Nhiệt độ thường phản ánh mức độ năng lượng mà một chất hoặc hệ thống nào đó đang chứa. Nếu có sự thay đổi về năng lượng, nhiệt độ sẽ thay đổi theo.
• Bề mặt và màu sắc: Bề mặt và màu sắc của một chất có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ. Chẳng hạn, một bề mặt tối có thể hấp thụ nhiều nhiệt hơn một bề mặt sáng, vì vậy nó sẽ có nhiệt độ cao hơn.
• Ánh sáng và nhiệt độ môi trường: Sự chiếu sáng và nhiệt độ của môi trường có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ của một chất. Chẳng hạn, nếu một vật thụt vào bóng tối, nó sẽ không nhận được năng lượng nhiệt từ ánh sáng mặt trời, vì vậy nó sẽ có nhiệt độ thấp hơn so với khi nó được chiếu sáng trực tiếp.
• Áp suất khí quyển: Áp suất khí quyển cũng có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ của một chất. Nếu áp suất giảm, nhiệt độ cũng sẽ giảm và ngược lại.
• Độ ẩm: Độ ẩm có thể làm ảnh hưởng đến nhiệt độ của một chất. Nếu không khí ẩm, nhiệt độ cảm thấy nóng hơn vì độ ẩm hơi nước trên da và trong quần áo của bạn không bốc hơi nhanh chóng.

Với sự hiểu biết về những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ, ta có thể điều chỉnh các yếu tố này để đạt được nhiệt độ mong muốn.

Với bài viết trên đây chúng tôi hy vọng đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về khái niệm nhiệt độ và các đơn vị đo nhiệt độ thông dụng. Bên cạnh đó, thông qua trang web, các bạn cũng có thể nắm được cách chuyển đổi giữa các đơn vị đo nhiệt độ và ứng dụng trong cuộc sống và các lĩnh vực công nghiệp. Vì vậy, hãy thường xuyên truy cập trang web để nâng cao kiến thức và áp dụng vào thực tiễn.