Giải Câu hỏi bài 2 trang 19 SGK Vật lí 12 Chân trời sáng tạo – Bài 2. Thang nhiệt độ. Gợi ý: Vận dụng lí thuyết về thang nhiệt độ Celcius.
Câu hỏi/Đề bài:
Giả sử một học sinh tạo ra một nhiệt kế sử dụng một thang nhiệt độ mới cho riêng mình, gọi là thang nhiệt độ Z, có đơn vị là °Z. Trong đó, nhiệt độ của nước đá đang tan ở 1 atm là – 5 °Z và nhiệt độ nước sôi ở 1 atm là 105 °Z.
a) Thiết lập biểu thức chuyển đổi nhiệt độ từ thang nhiệt độ Celcius sang thang nhiệt độ Z.
b) Nếu dùng nhiệt kế mới này đo nhiệt độ một vật thì thấy giá trị 61 °Z, nhiệt độ của vật trong thang nhiệt độ Celcius là bao nhiêu?
c) Nhiệt độ của vật bằng bao nhiêu (theo thang nhiệt độ Celcius) để số chỉ trên hai thang nhiệt độ bằng nhau?
Hướng dẫn:
Vận dụng lí thuyết về thang nhiệt độ Celcius
Lời giải:
a) Biểu thức chuyển đổi từ Celsius sang thang nhiệt độ Z:
Chúng ta có thông tin rằng nhiệt độ của nước đá đang tan ở 1 atm trên thang nhiệt độ Z là -5 °Z và nhiệt độ của nước sôi ở 1 atm là 105 °Z.
TZ = TC + k
TZ là nhiệt độ trên thang nhiệt độ Z, TC là nhiệt độ trên thang nhiệt độ Celsius, và k là hệ số chuyển đổi.
Dựa vào thông tin cho ta:
-5 = 0 + k → k = -5
105 = 100 + k → k = 5
Biểu thức chuyển đổi là:
TZ = TC – 5
b) Chuyển đổi từ thang nhiệt độ Z sang Celsius:
TC = TZ + 5
Để chuyển giá trị 61 °Z về Celsius:
TC = 61 + 5 = 66 °C
c) Tìm nhiệt độ (theo Celsius) khi số chỉ trên cả hai thang nhiệt độ bằng nhau:
Chúng ta sẽ giải phương trình:
TC = TZ + 5
TZ = TC – 5
Để TC = TZ :
TC = TC – 5
Suy ra 0 = -5 đây là một phương trình vô lý. Vậy không có nhiệt độ nào khiến số chỉ trên cả hai thang nhiệt độ bằng nhau.