MỤC TIÊU
- Lấy được ví dụ chứng tỏ giác quan của chúng ta có thể cảm nhận sai về nhiệt độ các vật.
- Phát biểu được nhiệt độ là số đo độ “nóng”, “lạnh” của vật.
- Nêu được cách xác định nhiệt độ trong thang nhiệt độ Celsius.
- Nêu được sự nở vì nhiệt của chất lỏng được dùng làm cơ sở để đo nhiệt độ.
- Xác định được tầm quan trọng của việc ước lượng nhiệt độ trước khi đo; ước lượng được nhiệt độ trong một số trường hợp đơn giản.
- Đo được nhiệt độ bằng nhiệt kế.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
- Mẹ: Mẹ sờ trán em Vinh thấy hơi nóng. Có lẽ em Vinh bị sốt rồi.
- Vân: Con sờ trán em Vinh thấy bình thường mà.
Vậy em Vinh có bị sốt không? Để biết chính xác em Vinh có bị sốt không ta nên làm thế nào?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Vinh có bị sốt.
- Để biết chính xác Vinh có bị sốt hay không, ta cần đo nhiệt độ của em Vinh.
1. NHIỆT ĐỘ VÀ NHIỆT KẾ
Tìm hiểu về nhiệt độ và nhiệt kế
🔬 Thí nghiệm 1: Cảm nhận về độ nóng, lạnh của nước
➲ Dụng cụ: Ba cốc nước 1, 2, 3 (cho thêm nước đá vào cốc 1 để có nước lạnh và cho thêm nước nóng vào cốc 3 để có nước ấm).
➲ Tiến hành thí nghiệm:
- Nhúng đồng thời ngón tay trỏ của tay phải vào cốc 1, ngón tay trỏ của tay trái vào cốc 3.
- Sau một lúc ta rút các ngón tay ra rồi cùng nhúng vào cốc 2.
- Muốn biết chính xác nhiệt độ của người hay đồ vật ta phải dùng nhiệt kế. Có nhiều loại nhiệt kế khác nhau: Nhiệt kế rượu, nhiệt kế y tế thuỷ ngân, nhiệt kế điện tử, nhiệt kế hồng ngoại, ...
- Nhiệt kế có cấu tạo gồm bầu đựng chất lỏng, ống quản, thang chia độ (hình 7.2).
- Người ta dựa trên hiện tượng dãn nở vì nhiệt của chất lỏng để chế tạo nhiệt kế. Khi nhiệt độ tăng, các chất lỏng sẽ dãn nở, khi nhiệt độ giảm các chất lỏng sẽ co lại. Do nhiệt độ đông đặc và nhiệt độ sôi của các chất lỏng khác nhau nên GHĐ của các nhiệt kế cũng khác nhau.
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Thực hiện thí nghiệm như mô tả ở thí nghiệm 1 và cho biết cảm nhận của em về độ "nóng", "lạnh" ở các ngón tay khi nhúng vào cốc 2 có như nhau không? Từ đó em có thể rút ra nhận xét gì?
- Cảm nhận về độ "nóng", "lạnh" ở các ngón tay khi nhúng vào cốc 2 khác nhau. Ngón tay từ cốc 1 sẽ có cảm giác nóng, ngón tay từ cốc 3 có cảm giác lạnh hơn.
- Từ đó, em rút ra nhận xét: Cảm giác của tay không xác định đúng được độ nóng, lạnh của 1 vật.
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Để so sánh độ "nóng", "lạnh" của các vật, người ta dùng đại lượng nào?
Để so sánh độ "nóng", "lạnh" của các vật, người ta dùng đại lượng là nhiệt độ.
📝 Củng cố
Lấy ví dụ chứng tỏ giác quan của chúng ta có thể cảm nhận sai về nhiệt độ của vật.
Trong một căn phòng, ta đặt tay trái vào chiếc ghế gỗ, đặt tay phải vào chiếc ghế sắt. Nhận thấy, tay phải cảm giác lạnh hơn tay trái. Mặc dù 2 chiếc ghế cùng đặt trong 1 căn phòng và có nhiệt độ như nhau.
⟹ Giác quan của chúng ta đã cảm nhận sai về nhiệt độ của vật.
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Kể tên một số loại dụng cụ đo nhiệt độ mà em biết. Nêu những ưu thế và hạn chế của mỗi loại dụng cụ đó.
Nhiệt kế y tế |
Nhiệt kế điện tử |
Nhiệt kế rượu |
|
Ưu thế |
- Giá thành rẻ. - Cấu tạo nhiệt kế thủy ngân khá đơn giản nên dễ thao tác và sử dụng. - Cho kết quả có độ chính xác cao.
|
- An toàn và phù hợp với mọi đối tượng. - Có khả năng chống chịu va đập tốt không lo hiện tượng bị vỡ nứt. - Cho kết quả nhanh, chính xác chỉ sau 5 - 10 giây. - Đơn giản, dễ sử dụng. - Dễ đo cho trẻ nhỏ. - Có tiếng báo khi đo xong. - Vị trí đo đa dạng.
|
- Có thể đo nhiệt độ thấp. - Đo nhiệt độ chính xác. - Ít độc hại và ít nguy hiểm hơn nhiệt kế thủy ngân. - Thường đo nhiệt độ không khí xung quanh và nhiệt độ nước.
|
Hạn chế |
- Thao tác mất thời gian. - Khó đo cho trẻ nhỏ vì cần phải giữ đủ lâu mới đo nhiệt độ chính xác. - Vạch hiển thị kết quả thường rất nhỏ, dễ bị nhìn nhầm. - Có nguy cơ bị vỡ rất cao ⟹ gây ngộ độc thủy ngân. - Phải kẹp vào nách mới đo được.
|
- Giá thành cao hơn nhiệt kế thủy ngân. - Độ chính xác của nhiệt kế điện tử thường sai lệch so với nhiệt kế thủy ngân khoảng 0,2 - 0,5°C. - Phải giữ đúng tư thế và vị trí tiếp xúc chuẩn thì kết quả mới chính xác.
|
- Không thể đo nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của chất lỏng bên trong bóng đèn. - Kém bền hơn vì rượu bay hơi nhanh.
|
📝 Củng cố
Hãy cho biết GHĐ và ĐCNN của mỗi nhiệt kế ở hình 7.3, 7.4 và 7.5.
- GHĐ của nhiệt kế: là nhiệt độ lớn nhất mà nhiệt kế đo được.
- ĐCNN của nhiệt kế: là khoảng cách giữa hai vạch chia liên tiếp trên nhiệt kế.
- Hình 7.3: Nhiệt kế thủy ngân có:
+ GHĐ: 42 °C.
+ ĐCNN: 0,1 °C.
- Hình 7.4: Nhiệt kế hồng ngoại có:
+ GHĐ: 45 °C.
+ ĐCNN: 0,5 °C.
- Hình 7.5: Nhiệt kế rượu có:
+ GHĐ: 50 °C.
+ ĐCNN: 1 °C.
📖 Mở rộng
Cách sử dụng nhiệt kế thuỷ ngân đo nhiệt độ cơ thể người
- Trước khi sử dụng nhiệt kế thuỷ ngân, bạn cần phải lau sạch nhiệt kế. Sau đó, cầm đầu nhiệt kế, dốc bầu đựng chất lỏng xuống và vẩy thật mạnh. Động tác này sẽ giúp cột thuỷ ngân xuống đến mức thấp nhất trong nhiệt kế. Khi đo nhiệt độ, cột thuỷ ngân có thể dãn nở và đo chính xác hơn.
- Thuỷ ngân trong nhiệt kế là một chất lỏng dễ bay hơi, gây độc cao. Vì thế nếu nhiệt kế thuỷ ngân bị vỡ, cần chú ý:
• Không nên sử dụng các loại máy hút bụi để thu gom thuỷ ngân.
• Không dùng chổi để quét thuỷ ngân.
• Không được đổ thuỷ ngân vào cống thoát nước.
• Nên dùng băng dính hoặc giấy mỏng để thu gom thuỷ ngân lại, cho các hạt thuỷ ngân vào lọ thuỷ tinh bịt kín.
• Có thể rắc một ít bột lưu huỳnh vào thuỷ ngân. Mở cửa để thông thoáng.
✍️ Ghi nhớ
- Nhiệt độ là số đo độ “nóng”, “lạnh” của vật.
• Vật nóng hơn có nhiệt độ cao hơn.
• Vật lạnh hơn có nhiệt độ thấp hơn.
- Đơn vị đo nhiệt độ:
• Đơn vị đo nhiệt độ trong hệ SI là Kelvin (kí hiệu: K).
• Đơn vị đo nhiệt độ thường dùng ở Việt Nam là độ C (kí hiệu: °C).
- Dụng cụ đo nhiệt độ là nhiệt kế. Có nhiều loại nhiệt kế khác nhau.
2. THANG NHIỆT ĐỘ
Tìm hiểu về thang nhiệt độ Celsius
Năm 1742, nhà vật lí người Thụy Điển, Celsius (1701 – 1744) đã đề nghị chia nhỏ khoảng cách giữa nhiệt độ đông đặc của nước (0 °C) và nhiệt độ sôi của nước (100 °C) thành 100 phần bằng nhau, mỗi phần ứng với 1 độ, kí hiệu là 1 °C (C là chữ cái đầu tên gọi nhà vật lí Celsius). Những nhiệt độ thấp hơn 0 °C gọi là nhiệt độ âm.
Tìm hiểu về thang nhiệt độ Fahrenheit
- Độ Fahrenheit là một thang nhiệt độ được đặt theo tên nhà vật lí người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit (1686 –1736).
- Trên thang đo này, điểm băng là 32 °F và điểm hơi nước là 212 °F.
- Những con số này phát sinh bởi Fahrenheit không sử dụng điểm băng và điểm hơi nước cố định mà chọn một hỗn hợp băng/muối làm điểm mốc dưới mà ông gán cho giá trị 0 °F, và nhiệt độ cơ thể người được gán cho giá trị 96 °F Thang đo Fahrenheit thỉnh thoảng vẫn được sử dụng trên bản tin thời tiết ở Mĩ, còn trong khoa học thì nó đã thuộc về lịch sử.
Tìm hiểu về thang nhiệt độ Kelvin
- Vào năm 1848, nhà vật lí William Thomson (sau này là huân tước Kelvin) đề xuất một thang đo nhiệt độ bắt đầu tại nhiệt độ thấp nhất có thể có trên lí thuyết, độ không tuyệt đối.
- Thang đo này được gọi là nhiệt giai tuyệt đối hay nhiệt giai Kelvin.
- Các độ chia trên thang đo này được gọi là Kelvin và được kí hiệu là K. Một độ chia Kelvin bằng cỡ với một độ chia Celsius.
Đổi đơn vị
3. THỰC HÀNH ĐO NHIỆT ĐỘ
3.1. Ước lượng nhiệt độ của vật và lựa chọn nhiệt kế
- Để xác định chính xác và đảm bảo an toàn trong khi đo nhiệt độ các vật, chúng ta cần ước lượng nhiệt độ của vật trước khi đo. Từ đó lựa chọn được nhiệt kế phù hợp.
- Ví dụ: Để đo nhiệt độ của cơ thể ta có thể chọn nhiệt kế thuỷ ngân thông thường hoặc nhiệt kế y tế. Để đo nhiệt độ của nước đun trong bình ta có thể dùng nhiệt kế có giới hạn đo lớn hơn hoặc bằng 100 °C.
3.2. Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế
🔬 Thí nghiệm 2: Đo nhiệt độ của nước
➲ Dụng cụ: Có 2 cốc nước (nước lạnh và nước ấm); các nhiệt kế khác nhau.
➲ Tiến hành đo:
- Ước lượng nhiệt độ của 2 cốc nước;
- Lựa chọn nhiệt kế đo nhiệt độ của 2 cốc nước;
- Hiệu chỉnh nhiệt kế trước khi đo;
- Thực hiện phép đo nhiệt độ của 2 cốc nước;
- Đọc và ghi kết quả đo.
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Có các nhiệt kế như hình 7.6, để đo nhiệt độ sôi của nước trong ấm ta nên dùng loại nhiệt kế nào? Đo nhiệt độ của cơ thể ta nên dùng loại nhiệt kế nào? Vì sao?
- Để đo nhiệt độ sôi của nước trong ấm, ta dùng được nhiệt kế hình 7,6 c vì:
+ Nhiệt độ sôi của nước xấp xỉ 100°C nên phải dùng nhiệt kế có GHĐ cũng phải lớn hơn hoặc bằng 100°C.
+ nhiệt kế hình 7.6 c có GHĐ 140°C lớn hơn 100°C nên phù hợp để đo nhiệt độ sôi của nước trong ấm.
- Để đo nhiệt độ cơ thể, có thể dùng nhiệt kế trong hình 7.6 a và 7.6 b vì:
+ Vì nhiệt độ cơ thể người khoảng 37°C nằm trong giới hạn đo của 2 nhiệt kế.
+ Nhiệt kế trong hình 7.6 c ta không nên dùng vì nó có ĐCNN là 2°C, khi đo nhiệt độ cơ thể người không có độ chính xác cao.
👨👩👧👦 Thảo luận
5. Hãy đo nhiệt độ của 2 cốc nước rồi điền kết quả theo mẫu bảng 7.1.
Thực hiện đo nhiệt độ hai cốc nước bằng nhiệt kế theo các bước:
- Bước 1: Ước lượng nhiệt độ cốc nước cần đo.
- Bước 2: Chọn nhiệt kế phù hợp.
- Bước 3: Hiệu chỉnh nhiệt kế đúng cách trước khi đo.
- Bước 4: Đọc và ghi kết quả mỗi lần đo vào bảng sau.
Bảng 7.1. Kết quả đo nhiệt độ
|
Đối tượng cần đo |
Nhiệt độ ước lượng (oC) |
Chọn dụng cụ đo nhiệt độ |
Kết quả đo (oC) |
|||||
|
Tên dụng cụ đo |
GHĐ |
ĐCNN |
Lần 1: t1 |
Lần 2: t2 |
Lần 3: t3 |
\[t = \frac{{{t_1} + {t_2} + {t_3}}}{3}\] |
||
|
Cốc 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cốc 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
♻️ Vận dụng
Tại sao chỉ có nhiệt kế thuỷ ngân, nhiệt kế rượu mà không có nhiệt kế nước.
Chỉ có nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế rượu mà không có nhiệt kế nước vì:
- Rượu hay thủy ngân có tính co dãn vì nhiệt đều, còn nước không có tính chất này.
- Do sự giãn nở của nước rất đặc biệt khi ở nhiệt độ từ 0°C đến 4°C thì nước co lại chứ không nở ra còn thủy ngân khi ở nhiệt độ này cũng không bị đóng băng.
⟹ Do đó, người ta phải dùng nhiệt kế rượu hoặc thủy ngân để là nhiệt kế chứ không thể dùng nước.
♻️ Vận dụng
Mô tả cách đo và thực hành đo nhiệt độ của cơ thể em.
* Cách đo nhiệt độ của cơ thể em:
- Bước 1: Ước lượng nhiệt độ của cơ thể em.
- Bước 2: Chọn nhiệt kế phù hợp (nhiệt kế y tế).
- Bước 3: Hiệu chỉnh nhiệt kế đúng cách trước khi đo (Vẩy mạnh cho thủy ngân tụt xuống dưới nhiệt độ 35°C).
- Bước 4: Thực hiện phép đo (kẹp nhiệt kế y tế vào nách).
- Bước 5: Đọc và ghi kết quả mỗi lần đo (được kết quả 37°C).
* Em thực hành đo nhiệt độ của cơ thể và ghi nhận kết quả.
✍️ Ghi nhớ
Khi đo nhiệt độ của một vật, ta cần thực hiện các bước sau:
- Bước 1: Ước lượng nhiệt độ của vật cần đo.
- Bước 2: Chọn nhiệt kế phù hợp.
- Bước 3: Hiệu chỉnh nhiệt kế đúng cách trước khi đo.
- Bước 4: Thực hiện phép đo.
- Bước 5: Đọc và ghi kết quả mỗi lần đo.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Tại sao thang chia nhiệt độ của nhiệt kế y tế thuỷ ngân thường ghi nhiệt độ từ 35 °C đến 42°C?
Thang chia nhiệt độ của nhiệt kế y tế thuỷ ngân thường ghi nhiệt độ từ 35°C đến 42°C vì nhiệt kế y tế dùng để đo nhiệt độ cơ thể người, mà cơ thể người có nhiệt độ chỉ trong khoảng từ 35°C đến 42°C.
✍️ Bài tập
2. Nguyên tắc nào dưới đây được sử dụng để chế tạo nhiệt kế thường dùng?
A. Dãn nở vì nhiệt của chất lỏng.
C. Thay đổi màu sắc của một vật theo nhiệt độ.
B. Dãn nở vì nhiệt của chất khí.
D. Hiện tượng nóng chảy của các chất.
- Nguyên tắc hoạt động của nhiệt kế dựa vào sự dãn nở vì nhiệt của chất lỏng trong nhiệt kế. Chất lỏng nở ra (tăng thể tích) khi nóng lên hay co lại (giảm thể tích) khi lạnh đi trong nhiệt kế.
- Chọn đáp án A.
✍️ Bài tập
3. Bảng dưới đây ghi tên các loại nhiệt kế và nhiệt độ ghi trên thang đo của chúng.Lựa chọn loại nhiệt kế để đo nhiệt độ của
Loại nhiệt kế
Thang nhiệt độ
Y tế
Từ 35 °C đến 42 °C
Rượu
Từ -30 °C đến 60 °C
Thuỷ ngân
Từ -10 °C đến 110 °C
a) cơ thể người.
b) nước sôi.
c) không khí trong phòng.
|
Loại nhiệt kế |
Thang nhiệt độ |
Lựa chọn |
|
Y tế |
Từ 35 °C đến 42 °C |
a) cơ thể người. |
|
Rượu |
Từ -30 °C đến 60 °C |
c) không khí trong phòng. |
|
Thuỷ ngân |
Từ -10 °C đến 110 °C |
b) nước sôi. |
