Tất cả đơn vị nhiệt độ

Cách chuyển đổi đơn vị nhiệt độ?

Chuyển đổi nhiệt độ sử dụng các công thức toán học để chuyển giá trị giữa các thang đo nhiệt độ khác nhau. Ba thang đo chính là Celsius, Fahrenheit và Kelvin. Celsius và Fahrenheit thường được sử dụng trong đời sống hàng ngày, trong khi Kelvin là đơn vị chuẩn trong các ứng dụng khoa học.

Các công thức chuyển đổi chính:
- Celsius sang Fahrenheit: F = (C x 9/5) + 32
- Fahrenheit sang Celsius: C = (F - 32) x 5/9
- Celsius sang Kelvin: K = C + 273.15
- Kelvin sang Celsius: C = K - 273.15

Units

Celsius

Celsius, còn được gọi là bách phân, là thang đo nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Thang đo này được phát triển bởi nhà thiên văn học người Thụy Điển Anders Celsius vào năm 1742. Thang đo dựa trên điểm đóng băng của nước ở 0 độ và điểm sôi ở 100 độ dưới áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Celsius được sử dụng ở hầu hết các quốc gia cho dự báo thời tiết, nấu ăn và đo nhiệt độ hàng ngày.

Fahrenheit

Fahrenheit là thang đo nhiệt độ được đề xuất bởi nhà vật lý người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit vào năm 1724. Nước đóng băng ở 32 độ F và sôi ở 212 độ F. Thang đo này chủ yếu được sử dụng tại Hoa Kỳ và một số quốc gia vùng Caribe cho dự báo thời tiết, nấu ăn và điều khiển khí hậu trong nhà. Thang đo cung cấp độ chi tiết cao hơn cho nhiệt độ hàng ngày vì khoảng cách độ nhỏ hơn Celsius.

Kelvin

Kelvin là đơn vị cơ bản của nhiệt độ trong Hệ đơn vị quốc tế (SI). Không giống như Celsius và Fahrenheit, Kelvin không sử dụng từ "độ". Thang đo bắt đầu từ độ không tuyệt đối (0 K = -273.15 °C), điểm lý thuyết nơi mọi chuyển động phân tử dừng lại. Kelvin rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học, vật lý, hóa học và các ứng dụng kỹ thuật yêu cầu đo nhiệt độ chính xác.

Chuyển đổi phổ biến

Câu hỏi thường gặp

100 độ Fahrenheit nóng hay lạnh và cảm giác thế nào?

100 F là nóng — khoảng 37,8 C, hơi trên thân nhiệt người bình thường (98,6 F / 37 C). Ở nhiệt độ này bạn sẽ cảm thấy khó chịu vì nóng, đổ mồ hôi nhiều, cần bóng râm và bù nước. Tham khảo: 80 F (27 C) là ấm, 90 F (32 C) là mùa hè nóng, 100 F (38 C) thuộc vùng sóng nhiệt, 110 F (43 C) là nóng nguy hiểm ngoài trời thấy ở sa mạc và các đợt sóng nhiệt. Đi ngược lại: 70 F (21 C) là nhiệt độ phòng, 50 F (10 C) là thời tiết mặc áo khoác, 32 F (0 C) là điểm đóng băng của nước, 0 F (-18 C) là rất lạnh, -40 F cũng là -40 C (điểm duy nhất hai thang gặp nhau). Nhớ: F = C nhân 9/5 cộng 32, hoặc đại khái nhân đôi Celsius cộng 30 để ước tính nhanh.

Công thức chính xác đổi Celsius sang Fahrenheit là gì?

Công thức chính xác là F = (C nhân 9/5) + 32, hoặc tương đương F = C nhân 1,8 + 32. Ngược lại, C = (F - 32) nhân 5/9, hoặc C = (F - 32) / 1,8. Hai thang gặp nhau ở -40 độ (-40 F = -40 C) và phân kỳ theo hướng ngược từ đó. Nước đóng băng ở 0 C / 32 F và sôi ở 100 C / 212 F ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Ước tính nhanh để tính nhẩm: nhân đôi Celsius và cộng 30 (vậy 20 C thành 70 F, thực tế là 68 F). Tỉ lệ 9/5 đến từ định nghĩa ban đầu: Celsius chia khoảng đóng băng đến sôi thành 100 độ, trong khi Fahrenheit chia thành 180 độ, nên mỗi độ Celsius bằng 1,8 độ Fahrenheit.

Tại sao các nhà khoa học dùng Kelvin thay vì Celsius?

Kelvin là đơn vị cơ bản SI của nhiệt độ và thiết yếu trong vật lý vì nó bắt đầu từ độ không tuyệt đối (-273,15 C / -459,67 F), điểm cực tiểu lý thuyết nơi mọi chuyển động phân tử ngừng lại. Điều này khiến Kelvin là thang tuyệt đối nơi nhiệt độ tỉ lệ với năng lượng nhiệt — gấp đôi giá trị kelvin thực sự có nghĩa gấp đôi năng lượng. Với Celsius hay Fahrenheit bạn không thể làm vậy vì điểm không của chúng là tùy tiện. Các định luật khí (PV = nRT), định luật bức xạ Stefan-Boltzmann và hầu hết phương trình nhiệt động học yêu cầu nhiệt độ tuyệt đối, nên Kelvin là bắt buộc. Kelvin dùng cùng kích thước độ với Celsius (thay đổi 1 K = thay đổi 1 C), nên chuyển đổi đơn giản là cộng: K = C + 273,15. Nhiệt độ phòng (20 C) là 293,15 K. Lưu ý Kelvin không dùng ký hiệu độ — chỉ viết 300 K, không phải 300 độ K.

Độ không tuyệt đối là gì và có thứ gì thực sự lạnh đến vậy không?

Độ không tuyệt đối là 0 K, bằng -273,15 C hoặc -459,67 F, nhiệt độ tại đó nguyên tử và phân tử có chuyển động cơ học lượng tử tối thiểu (động năng cổ điển bằng không). Định luật thứ ba của nhiệt động học nói rằng độ không tuyệt đối không thể đạt được trong số bước hữu hạn — bạn có thể tiệm cận nhưng không bao giờ chạm được. Các nhà nghiên cứu tại MIT và nơi khác đã làm lạnh khí nguyên tử đến trong vài tỷ phần kelvin gần độ không tuyệt đối bằng làm lạnh laser và làm lạnh bay hơi, đạt nhiệt độ khoảng 50 picokelvin (5 x 10^-11 K) tính đến 2024. Nơi tự nhiên lạnh nhất được biết là Tinh vân Boomerang khoảng 1 K. Lưu ý ở nhiệt độ cực thấp, các pha lượng tử ngoại lai của vật chất xuất hiện: ngưng tụ Bose-Einstein, siêu lỏng và siêu dẫn đều xuất hiện khi nhiễu nhiệt giảm dưới năng lượng liên kết lượng tử.

Thang Rankine là gì và dùng ở đâu?

Thang Rankine (R hoặc Ra) là thang nhiệt độ tuyệt đối dựa trên độ Fahrenheit, trong đó độ không tuyệt đối là 0 R = -459,67 F. Để chuyển đổi: R = F + 459,67, và R = K nhân 9/5. Nước đóng băng ở 491,67 R và sôi ở 671,67 R. Rankine được đề xuất bởi kỹ sư Scotland William Rankine năm 1859 và vẫn dùng trong một số lĩnh vực kỹ thuật Mỹ — đặc biệt nhiệt động học, kỹ thuật đốt cháy và hàng không vũ trụ — nơi kỹ sư muốn giữ độ kiểu Fahrenheit nhưng cần thang tuyệt đối cho tính toán định luật khí và truyền nhiệt. Ngoài Mỹ, Rankine về cơ bản không bao giờ được dùng. Tiêu chuẩn khoa học quốc tế là Kelvin. Nếu bạn gặp R hoặc độ R trong sách kỹ thuật Mỹ cũ, chỉ cần nhớ đó là Fahrenheit dịch lên 459,67.

Tại sao dự báo thời tiết nói nhiệt độ 'cảm giác như' khác với số đọc thực tế?

Nhiệt độ 'cảm giác như' kết hợp nhiệt độ không khí thực tế với gió lạnh (khi trời lạnh) hoặc chỉ số nhiệt (khi nóng ẩm) để ước tính cơ thể người cảm nhận nhiệt độ thế nào. Công thức gió lạnh: ở 0 C với gió 30 km/h, da tiếp xúc mất nhiệt như thể đang ở -8 C khi không có gió. Chỉ số nhiệt kết hợp nhiệt độ và độ ẩm tương đối: 32 C ở độ ẩm 70% cảm giác như 41 C vì mồ hôi bay hơi kém hiệu quả hơn. Các công thức 'cảm giác như' chính xác được phát triển bởi NOAA và Cơ quan Khí tượng Canada năm 2001. Đây là các mô hình thống kê, không phải vật lý chính xác — cảm nhận thực tế thay đổi theo quần áo, mức nước trong cơ thể, phơi nắng và sự thích nghi. Cho cảnh báo sức khỏe (sốc nhiệt, hạ thân nhiệt), giá trị 'cảm giác như' quan trọng hơn số đọc nhiệt kế.

Nhiệt kế gia đình chính xác đến mức nào và có những tiêu chuẩn hiệu chuẩn nào?

Nhiệt kế kỹ thuật số tiêu dùng thường tuyên bố độ chính xác +/- 0,5 đến 1,0 C, trong khi nhiệt kế cấp y tế đạt +/- 0,1 C trong phạm vi nhiệt độ cơ thể. Nhiệt kế thủy ngân và cồn có hạn chế vốn có từ giãn nở thủy tinh và vị trí đặt cảm biến, nói chung +/- 0,5 đến 1,0 C. Cho dùng phòng thí nghiệm và công nghiệp, NIST (Mỹ) và NPL (Anh) cung cấp tiêu chuẩn hiệu chuẩn có thể truy nguyên. Tham chiếu chính xác nhất là Thang Nhiệt độ Quốc tế 1990 (ITS-90), định nghĩa các điểm cố định như điểm ba của nước (273,16 K chính xác theo định nghĩa cho đến 2019, nay dẫn xuất từ hằng số Boltzmann) và điểm đóng băng của kim loại nguyên chất (bạc 1234,93 K, vàng 1337,33 K). Nhiệt kế điện trở bạch kim hiện đại hiệu chuẩn theo ITS-90 đạt độ không chắc dưới 0,001 K. Cho dùng tại nhà, đặt nhiệt kế tránh ánh nắng, lỗ thông gió và gió lùa để có số đọc đại diện nhất.

Tại sao thân nhiệt bình thường là 98,6 F (37 C) và điều đó còn được coi là chính xác không?

Con số 98,6 F / 37 C đến từ phép đo năm 1851 của bác sĩ Đức Carl Wunderlich trên 25.000 bệnh nhân — nhưng nghiên cứu gần đây cho thấy nhiệt kế của ông chạy hơi cao và người lớn khỏe mạnh hôm nay trung bình gần 97,5 F / 36,4 C hơn. Một nghiên cứu Stanford năm 2020 phân tích 677.000 số đọc nhiệt độ miệng trải dài 157 năm và phát hiện sự suy giảm ổn định trong thân nhiệt trung bình, có thể do giảm viêm mãn tính, sức khỏe răng miệng tốt hơn và kiểm soát khí hậu trong nhà. Nhiệt độ bình thường cũng thay đổi theo cá nhân, thời gian trong ngày (thấp nhất 4 giờ sáng, cao nhất 6 giờ chiều, biên độ khoảng 0,5 C), vị trí đo (hậu môn > miệng > nách mỗi bước khoảng 0,5 C), tuổi (thấp hơn ở người già) và hoạt động thể chất. Sốt thường được định nghĩa là nhiệt độ miệng trên 38 C (100,4 F), nhưng luôn giải thích trong bối cảnh với các triệu chứng khác.