Bài 22: Nhiệt Kế, Thang đo Nhiệt độ

Bài 22: Nhiệt kế, Thang đo nhiệt độ

I. Tóm tắt lý thuyết

1. Nhiệt kế là gì?

- Nhiệt kế là dụng cụ dùng để đo nhiệt độ.

- Nguyên tắc hoạt động của nhiệt kế là dựa trên hiện tượng dãn nở vì nhiệt của các chất.

- Có nhiều loại nhiệt kế khác nhau: Nhiệt kế rượu, nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế y tế. Mỗi nhiệt kế đều có giới hạn đo, độ chia nhỏ nhất và công dụng riêng của nó.

Lưu ý: Ngoài ra còn có một số loại nhiệt kế như: Nhiệt kế kim loại (hoạt động dựa trên sự dãn nở vì nhiệt của một băng kép), nhiệt kế đổi màu (dựa vào đặc điểm của một số chất có tính đổi màu theo nhiệt độ, thường dùng trong y tế) và nhiệt kế hiện số.

2. Thang Nhiệt độ

Tùy theo những quy ước khác nhau mà có nhiều thang nhiệt độ khác nhau:

- Thang nhiệt độ Xenxiut, đơn vị là oC, quy ước nhiệt độ của nước đá đang tan là 0oC và nhiệt độ của hơi nước đang sôi là 100oC.

- Thang nhiệt độ Farenhai, đơn vị là oF, quy ước nhiệt độ của nước đá đang tan là 32oF và nhiệt độ của hơi nước đang sôi là 212oF. Vậy 1oC trong thang nhiệt độ Xenxiut bằng 1,8oF trong thang nhiệt độ Farenhai.

- Thang nhiệt độ Kenvin, đơn vị là oK, quy ước là nhiệt độ 0oC tương ứng với 273oK và 100oC tương ứng với 373oK. Vậy 1oC trong thang nhiệt độ Xenxiut bằng 274oK trong thang nhiệt độ Kenvin.

3. Cách chia độ trên nhiệt kế

Cách chia độ trên nhiệt kế có thang nhiệt độ Xenxiut: Ông Celeius quy định nhiệt độ của nước đá đang tan là 0oC và hơi nước đang sôi là 100oC. Ông dùng nhiệt kế thủy ngân, nhúng nhiệt kế vào nước đá đang tan, đánh dấu mực thủy ngân lúc đó và ghi 0oC, rồi nhúng nhiệt kế vào hơi nước đang sôi, đánh dấu mực thủy ngân lúc đó và ghi 100oC. Sau đó ông chia khoảng cách từ 0oC đến 100oC thành 100 phần bằng nhau, ứng với mỗi phần là 1oC.

II. Phương pháp giải

Cách đổi nhiệt độ từ thang nhiệt độ này sang thang nhiệt độ khác

- Từ thang nhiệt độ Xenxiut sang thang nhiệt độ Farenhai:

toC = 32oF + (t.1,8)oF

- Từ thang nhiệt độ Farenhai sang thang nhiệt độ Xenxiut:

- Từ thang nhiệt độ Xenxiut sang thang nhiệt độ Kenvin:

toC = (t+273)oK

- Từ thang nhiệt độ Kenvin sang thang nhiệt độ Xenxiut:

ToK = (T - 273)oC

III. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đo nhiệt độ cơ thể người bình thường là 37oC. Trong thang nhiệt độ Farenhai, kết quả đo nào sau đây đúng?

A. 37oF B. 66,6oF

C. 310oF D. 98,6oF

Đáp án

Ta có 37oC = 32oF + 37.1,8oF = 98,6oF

⇒ Đáp án D

Bài 2: Giá trị nhiệt độ đo được theo thang nhiệt độ Kenvin là 293K. Hỏi theo thang nhiệt độ Farenhai, nhiệt độ đó có giá trị là bao nhiêu? Biết rằng mỗi độ trong thang nhiệt độ Kenvin (1K) bằng 1 độ trong thang nhiệt độ Xenxiut (1oC) và 0oC ứng với 273K.

A. 20oF B. 100oF

C. 68oF D. 261oF

Đáp án

- Ta có 293K = 273K + toC → t = 20oC

- 20oC = 32oF + 20.1,8oF = 68oF

⇒ Đáp án C

Bài 3: Trong thang nhiệt độ Farenhai, nhiệt độ của nước đang sôi là:

A. 32oF B. 100oF

C. 212oF D. 0oF

Đáp án

- Nước sôi ở 100oC.

- Ta có: 100oC = 32oF + 100.1,8oF = 212oF

⇒ Đáp án C

Bài 4: Cho hai nhiệt kế rượu và thủy ngân. Dùng nhiệt kế nào có thể đo được nhiệt độ của nước đang sôi? Cho biết nhiệt độ sôi của rượu và thủy ngân lần lượt là 80oC và 357oC.

A. Cả nhiệt kế thủy ngân và nhiệ-t kế rượu.

B. Không thể dùng nhiệt kế thủy ngân và nhiệt kế rượu.

C. Nhiệt kế rượu.

D. Nhiệt kế thủy ngân

Đáp án

- Nước sôi ở 100oC.

- Vì rượu sôi ở 80oC < 100oC → không thể dùng nhiệt kế rượu để đo nhiệt độ của nước đang sôi.

⇒ Đáp án D

Bài 5: Nước ở trong trường hợp nào dưới đây có trọng lượng riêng lớn nhất?

A. Thể lỏng, nhiệt độ cao hơn 4oC

B. Thể lỏng, nhiệt độ bằng 4oC

C. Thể rắn, nhiệt độ bằng 0oC

D. Thể hơi, nhiệt độ bằng 100oC

Đáp án

- Tại 4oC nước có trọng lương riêng lớn nhất.

- Nước đóng băng ở 0oC → Khi ở 4oC nước ở dạng lỏng

⇒ Đáp án B

Bài 6: Quan sát các nhiệt kế thủy ngân và nhiệt kế rượu thấy ở phần trên của nhiệt kế thường phình ra, chỗ phình ra đó có tác dụng

A. chứa lượng thủy ngân hoặc rượu khi dâng lên.

B. chứa lượng khí còn dư khi thủy ngân hoặc rượu dâng lên.

C. phình ra cho cân đối nhiệt kế.

D. nhìn nhiệt kế đẹp hơn.

Đáp án

Phần trên của nhiệt kế thường phình ra, chỗ phình ra đó có tác dụng chứa lượng khí còn dư khi thủy ngân hoặc rượu dâng lên.

⇒ Đáp án B

Bài 7: Khi nhúng một nhiệt kế rượu vào nước nóng, mực rượu trong ống nhiệt kế tăng lên vì:

A. ống nhiệt kế dài ra.

B. ống nhiệt kế ngắn lại.

C. cả ống nhiệt kế và rượu trong ống đều nở ra nhưng rượu nở nhiều hơn.

D. cả ống nhiệt kế và rượu trong ống đều nở ra nhưng ống nhiệt kế nở nhiều hơn.

Đáp án

Khi nhúng một nhiệt kế rượu vào nước nóng, mực rượu trong ống nhiệt kế tăng lên vì cả ống nhiệt kế và rượu trong ống đều nở ra nhưng rượu nở nhiều hơn.

⇒ Đáp án C

Bài 8: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Nhiệt kế y tế có thể dùng để đo nhiệt độ cơ thể người.

B. Nhiệt kế thủy ngân có thể dùng để đo nhiệt độ trong lò luyện kim.

C. Nhiệt kế kim loại có thể đo nhiệt độ của bàn là đang nóng.

D. Nhiệt kế rượu có thể dùng để đo nhiệt độ của khí quyển.

Đáp án

Nhiệt kế thủy ngân có thể dùng để đo nhiệt độ nhỏ từ vài trăm độ trở xuống nên không thể đo nhiệt độ trong lò luyện kim.

⇒ Đáp án B

Bài 9: Người ta chọn thủy ngân và rượu để chế tạo nhiệt kế vì

A. chúng có nhiệt độ nóng chảy cao.

B. nhiệt độ nóng chảy thấp.

C. nhiệt độ đông đặc cao.

D. tất cả các câu trên đều sai.

Đáp án

Người ta chọn thủy ngân và rượu để chế tạo nhiệt kế vì nhiệt độ nóng chảy thấp

⇒ Đáp án B

Bài 10: Nhiệt kế nào sau đây có thể dùng để đo nhiệt độ của nước đang sôi?

A. Nhiệt kế thủy ngân

B. Nhiệt kế rượu

C. Nhiệt kế y tế

D. Cả ba nhiệt kế trên

Đáp án

Nhiệt kế thủy ngân có thể dùng để đo nhiệt độ của nước đang sôi

⇒ Đáp án A

Câu 11 : Trong nhiệt giai Fahrenheit, nhiệt độ của nước đá đang tan là 32oF và của hơi nước đang sôi là 212oF ứng với nhiệt giai Celsius là 0oC và 100oC. Như vậy loC ứng với...

A. 1,8oF

B. 1,2oF

C. 1,68oF

D, 1,58oF

Đáp án

Đáp án A

Trong nhiệt giai Celsius từ 00C đên 100oC ứng với 1000

Trong nhiệt giai Fahrenheit, từ 32oF đến 212oF ứng với 212-32 = 1800

Như vậy 1oC ứng với .

Câu 12 : Với nhiệt giai Celsius, nhiệt độ của nước đang đun trên bếp là 85oC ứng với nhiệt giai Fahrenheit là:

A. 185oF

B. 153oF

C. 121oF

D. 176oF

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Trong nhiệt giai Fahrenheit, nhiệt độ của nước đá đang tan là 32oF, mà mỗi 10C ứng với 1,8oF nên 85oC ứng với: 32 + 85.1,8 = 185oF

Câu 13 : Nhiệt độ mùa đông tại Thành phố New York (Mỹ) là 23oF ứng với nhiệt giai Celsius, nhiệt độ ở đó là:

A. 10oC

B. -10oC

C. 5oC

D. -5oC

Đáp án

Đáp án D

Giải thích:

Trong nhiệt giai Fahrenheit, nhiệt độ của nước đá đang tan là 32oF. Trong nhiệt giai Celsius, nhiệt độ của nước đá đang tan là 0oC. Vậy 230F sẽ là nhiệt độ dưới 0oC.

Mà mỗi 1oC ứng với 1,8oF, vậy 23oF ứng với 0 + (23-32) : 1,8 = -5oC.

Câu 14 : Nhiệt độ trung bình của nước ở nhiệt giai Celsius là 27oC. ứng với nhiệt giai Kenvin (K) nhiệt độ của nước là:

A. 273 K

B. 300 K

C. 246 K

D. 327 K

Đáp án

Đáp án B

Giải thích: Trong nhiệt giai Kenvin, nhiệt độ của nước đá đang tan là 273 K, còn trong nhiệt giai Celsius thì nhiệt độ của nước đá đang tan là 0oC. Mặt khác mỗi chênh lệch 1oC trong nhiệt giai Celsius cũng bằng chênh lệch 1K trong nhiệt giai Kenvin.

Nên nhiệt độ của nước là 27oC ứng với: 273+27 = 300K.

Câu 15 : Nhúng bàn tay trái vào nước lạnh, bàn tay phải vào nước nóng và sau đó nhúng cả 2 tay vào nước ấm, cảm giác của ta sẽ là...

A. Bàn tay trái lạnh, bàn tay phải nóng.

B. Bàn tay trái nóng, bàn tay phải lạnh.

C. Cả 2 bàn tay đều thấy ấm.

D. cả 2 bàn tay đều thấy lạnh.

Đáp án

Đáp án B

Giải thích:

Cảm giác nóng lạnh ở tay ta khi nhúng vào nước do sự chênh lệch nhiệt độ. Bàn tay trái nhúng vào nước lạnh, sau đó nhúng vào nước ấm, chênh lệch nhiệt độ dương, (nhiệt độ tăng) nên ta thấy ấm. Bàn tay phải nhúng vào nước nóng, sau đó nhúng vào nước ấm, chênh lệch nhiệt độ âm (nhiệt độ giảm) nên ta thấy lạnh.

Câu 16 : Nhiệt kế là một dụng cụ dùng để:

A. Đo nhiệt độ.

B. Đo sự nở vì nhiệt.

C. Cung cấp nhiệt.

D. Đo độ nóng của vật.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Nhiệt kế là dụng cụ đo nhiệt độ.

Câu 17 : Muốn khắc độ cho một nhiệt kế thủy ngân ta phải:

A. Chia chiều dài của ống nhiệt kế thành 100 phần bằng nhau.

B. Xác định điểm 0oC.

C. Xác định điểm 100oC.

D. Xác định điểm 0oC (đánh dấu), xác định điểm 100oC (đánh dấu), rồi chia khoảng cách giữa 2 dấu thành 100 phần bằng nhau.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích:

Nhiệt kế thủy ngân có thể đo được nhiệt độ từ 0oC đến 100oC. Trong thang đo của nhiệt giai Celsius thì 0oC đến 100oC được chia thành 100 phần bằng nhau. Vì vậy, để khắc độ cho nhiệt kế (tức là làm thang đo), ta cần xác định điểm 0oC (đánh dấu), xác định điểm 100oC (đánh dấu), rồi chia khoảng cách giữa 2 dấu thành 100 phần bằng nhau.

Câu 18 : : Muốn định điểm 0oC trên nhiệt kế thủy ngân để chia nhiệt giai Celsius ta phải đặt nhiệt kế vào:

A. Nước lạnh..

B. Nước đá đang tan.

C. Nước đá đã tan hết.

D. Hỗn hợp nước đá và muối (hỗn hợp sinh hàn).

Đáp án

Đáp án B

Giải thích: Trong nhiệt giai Celsius, nhiệt độ của nước đá đang tan là 0oC. Vì vậy, để xác định điểm 0oC trên nhiệt kế thủy ngân để chia nhiệt giai Celsius ta phải đặt nhiệt kế vào nước đá đang tan.

Câu 19 : Muốn định điểm 100oC trên nhiệt kế thủy ngân để chia nhiệt giai Celsius ta phải đặt nhiệt kế vào:

A. Nước đang sôi.

B. Hơi nước đang sôi.

C. Nước đá đang tan

D. Hỗn hợp nước đã và muối

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Trong nhiệt giai Celcius, nhiệt độ của nước đang sôi là 100oC. Vì vậy để xác định điểm 100oC trên nhiệt kế thủy ngân để chia nhiệt giai Celsius ta phải đặt nhiệt kế vào nước đang sôi.

Câu 20 : Nhiệt kế y tế được chia độ từ:

A. Từ 0oC đến 42oC.

B. Từ 35oC đến 42oC.

C.Từ 35oC đến 40oC.

D. Từ 25oC đến 45oC.

Đáp án

Đáp án B

Giải thích: Nhiệt kế y tế được dùng để đo thân nhiệt của con người. Cơ thể người có nhiệt độ bình thường là 37oC. Nếu sốt có thể lên đến 42oC, hoặc bị lạnh có thể giảm xuống đến 35oC. Ngoài khoảng nhiệt độ này, cơ thể người không còn tồn tại được nữa. Vì vậy nhiệt kế y tế chỉ được chia độ từ 35oC đến 42oC.

Câu 21 : “Chỗ thắt” ở nhiệt kế y tế có công dụng:

A. Ngăn không cho thủy ngân lên ống nhiều quá.

B. Không cho thủy ngân vượt quá chỗ thắt này.

C. Giữ cho mực thủy ngân đứng yên sau khi vừa lấy ra khỏi bệnh nhân.

D. Tạo eo cho nhiệt kế có vẻ đẹp.

Đáp án

Đáp án C

Giải thích: Nhiệt kế y tế để đo thân nhiệt của người, khi sử dụng, bênh nhân thường kẹp vào nách, bẹn. Vì vậy nhiệt kế được thiết kế có chỗ eo thắt lại để giữ cho mực thủy ngân đứng yên khi lấy ra khỏi bệnh nhân. Bác sĩ có thể đọc được kết quả nhiệt độ cơ thể người bệnh nhân sau đó. (Khi đo lại lần sau, ta phải vẩy mạnh nhiệt kể để mực thủy ngân tụt xuống).

Câu 22 : Ở đầu phía trên của nhiệt kế thủy ngân (hay nhiệt kế rượu) thường được phình ra (có tài liệu gọi là khoảng trống an toàn). Vậy khoảng này dùng để:

A. Chứa không khí.

B. Chứa thủy ngân (hoặc chứa khí còn dư trong ống; khi hút chân không chưa hết) khi nở nhiều quá để bảo vệ nhiệt kế khỏi bị bể.

C. Tạo mỹ quan cho nhiệt kế.

D. Chứa thủy ngân ở nhiệt độ thường

Đáp án

Đáp án B

Giải thích: Khoảng trống an toàn được dùng để khi thủy ngân nở nhiều quá (vì nhiệt độ cao quá) thì thủy ngân sẽ tràn vào đó, tránh nhiệt kế bị bể (vỡ).

Câu 23 : Ưu điểm của nhiệt kế thủy ngân là:

A. Thủy ngân không dính thành ống.

B. Thủy ngân sôi ở nhiệt độ cao.

C. Co giãn vì nhiệt nhanh chóng.

D. Cả 3 yếu tố trên.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích: Nhiệt kế thủy ngân có ưu điểm là: Thủy ngân không dính thành ống (thủy ngân không dính ướt với thủy tinh); thủy ngân có nhiệt độ sôi cao; và co giãn vì nhiệt nhanh chóng.

Câu 24 : Khi sử dụng nhiệt kế y tế, việc làm đầu tiên là:

A. Cầm thân nhiệt kế vẩy mạnh, để thủy ngân hoàn toàn tụt xuống bầu.

B. Lau sạch (khử trùng) trước khi sử dụng.

C. Quan sát và ghi chữ số của mực thủy ngân ban đầu trong ống.

D. Chú ý giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất của nhiệt kế.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Khi sử dụng nhiệt kế y tế, đầu tiên ta cần cầm thân nhiệt kế vẩy mạnh, để thủy ngân hoàn toàn tụt xuống bầu.

Câu 25 : Nhiệt kế nào sau đây có thể đo được nhiệt độ của hơi nước đang sôi.

A. Nhiệt kế thủy ngân.

B. Nhiệt kế rượu.

C. Nhiệt kế y tế.

D. Cả 3 nhiệt kế trên, nhiệt kế nào cũng đo được.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Nhiệt độ của hơi nước đang sôi khoảng 100oC, vì vậy cần dùng nhiệt kế thủy ngân để đo. Vì rượu sôi ở nhiệt độ thấp hơn 100oC, vì vậy nhiệt kế rượu không đo được nhiệt độ 100oC. Nhiệt kế y tế có GHĐ là 42oC nên không đo được nhiệt độ 100oC.

Câu 26 : Nhiệt kế thủy ngân có độ chính xác càng cao nếu:

A. Bầu chứa thủy ngân lớn.

B. Bầu chứa thủy ngân nhỏ.

C. Ống thủy tinh lớn và ngắn.

D. Ống thủy tinh nhỏ và dài.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích: Ống thủy tinh lớn và ngắn thì làm cho các khoảng chia nhiệt độ rất sát nhau, vì vậy ta khó quan sát, hơn nữa khi nhiệt độ tăng thì có thể phần chất lỏng (thủy ngân) bên trong nhận nhiệt không đều nên không dãn nở đều.

Ống thủy tinh nhỏ và dài giúp khoảng chia nhiệt độ rộng hơn, ta dễ quan sát. Thủy ngân trong ống nhận nhiệt đều nhau, dãn nở đều và nhanh chóng. Giúp nhiệt kế có độ chính xác cao hơn.

Câu 27 : Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Có thể dùng nhiệt kế rượu để đo nhiệt độ của hơi nước đang sôi.

B. Có thể dùng nhiệt kế y tế để đo nhiệt độ của rượu đang sôi.

C. Không thể dùng nhiệt kế thủy ngân để đo nhiệt độ của rượu đang sôi.

D. Không thể dùng nhiệt kế y tế để đo nhiệt độ của nước đang sôi.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích: Nhiệt kế y tế có GHĐ là 42oC, còn nước đang sôi có nhiệt độ 100oC. Vì vậy không thể dùng nhiệt kế y tế để đo nhiệt độ của nước đang sôi.

Câu 28 : Nhiệt kế y tế có GHĐ và ĐCNN lần lượt là:

A. 50oC; loC

B. 42oC; loC

C. 42oC; 0,loC

D. 42oC; 0,5oC

Đáp án

Đáp án C

Giải thích:

Hình ảnh nhiệt kế y tế, ta thấy GHĐ là 42oC và ĐCNN là 0,1oC

Câu 29 :

• Xét hiện tượng: Trước khi cặp thủy (đo thân nhiệt) cho bệnh nhân, người y tá thường cầm phần thân của nhiệt kế y tế vẩy mạnh mấy cái.

• Giải thích: Do nhiệt kế y tế có phần thắt eo. Vì thế trong lần đo trước, khi vừa lấy nhiệt kế ra, thủy ngân bị co lại và bị cắt đứt chỗ eo khiến ta đọc được chính xác mực thủy ngân trong ống. Cho nên, trước khi đo, người y tá phải vẩy mạnh để lượng thủy ngân còn trên ống tụt xuống bầu. Sau khi đo, chỉ số đo mới được chính xác.

A. Hiện tượng đúng - Lời giải thích đúng.

B. Hiện tượng đúng - Lời gỉải thích sai.

C. Hiện tượng sai - Lời giải thích sai.

D. Hiện tượng sai - Lời giải thích sai.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Nhiệt kế y tế có phần thắt eo trong ống để sau khi lấy ra khỏi cơ thể bệnh nhân, thủy ngân bị co lại là cắt đứt ở chỗ eo, giúp y tá hay bác sĩ đọc chính xác kết quả thân nhiệt của bệnh nhân. Vì vậy, khi sử dụng nhiệt kế đo lần sau, ta phải vẩy mạnh để lượng thủy ngân trong ống tụt xuống bầu, khi đó mới đo được kết quả chính xác.

Câu 30 : Ứng với nhiệt giai Fahrenheit, nhiệt độ đo được là 104oF. Vậy ở nhiệt giai Ken vin (K) nhiệt độ sẽ là:

A. 373 K

B. 313 K

C. 273 K

D. 377 K

Đáp án

Đáp án B

Giải thích:

Trong nhiệt giai Fahrenheit, nhiệt độ của nước đá đang tan là 32oF, nhiệt độ của nước đang sôi là 212oF. Trong nhiệt giai Celsius thì nhiệt độ của nước đá đang tan là 0oC, nhiệt độ của nước đang sôi là 100oC. Trong nhiệt giai Kenvin, nhiệt độ của nước đá đang tan là 273 K. Mỗi một độ trong nhiệt giai Celsius (1oC) bằng một độ trong nhiệt giai Kenvin (1K) và bằng 1,8 độ trong nhiệt giai Fahrenheit.

Vậy 107oF = 273 + (104 - 32):1,8 = 313K