Giải Vật lí 12 trang 17 Chân trời Sáng tạo

Vật Lí 12 trang 17 Chân trời sáng tạo: Vận dụng

Hiện nay, người ta có thể đo nhiệt độ bằng cảm biến hồng ngoại. Hãy tìm hiểu thông tin và thực hiện các yêu cầu sau:

– Nêu nguyên lí đo nhiệt độ của cảm biến hồng ngoại.

– Nêu cách sử dụng nhiệt kế hồng ngoại điện tử (Hình 2.2c) để đo nhiệt độ.

Lời giải:

– Nguyên lí đo nhiệt độ của cảm biến hồng ngoại.

Hồng ngoại là sóng có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến (ánh sáng có thể nhìn thấy được). Mắt người bình thường có thể thấy ánh sáng có bước sóng khoảng từ 0,36 µm tới 0,72 µm. Phần hồng ngoại của phổ kéo dài bước sóng từ 0,7 µm đến 1000 µm. Trong dải sóng này, chỉ các tần số từ 0,7 µm đến 20 µm được sử dụng để đo nhiệt độ thực tế hàng ngày. Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại sẽ phát ra theo đường thẳng đến bề mặt của vật và nhận về các chùm tia phản xạ mang năng lượng để tính toán nhiệt độ cần đo.

- Cách sử dụng nhiệt kế hồng ngoại điện tử:

Đầu tiên, bạn cần mở nắp đậy đầu đo của máy, sau đó ấn nút ON/MEM để khởi động máy. Khi đó, kèm theo 2 tiếng bíp thì các biểu tượng chức năng sẽ xuất hiện trên màn hình LCD.

Để đo thân nhiệt, bạn cần để đầu đo nhiệt độ cách trán, nách, tai từ 1 đến 3 cm và nhiệt kế cần được giữ nguyên trong quá trình đo.

Bạn ấn giữ nút START, trong vòng từ 1 đến 3 giây quá trình đo sẽ hoàn thành, thời gian này còn phụ thuộc vào từng dòng máy. Tiếng bíp dài được vang lên báo hiệu cho bạn quá trình đo đã kết thúc.

Trong vòng 5 giây, bạn sẽ nhận được kết quả đo nhiệt độ được hiển thị trên màn hình LCD. Để tắt máy, bạn chỉ cần ấn và giữ nút ON/MEM cho đến khi xuất hiện chữ OFF trên màn hình.

Vật Lí 12 trang 17 Chân trời sáng tạo: Thảo luận 4

Kể tên các thang nhiệt độ mà em biết.

Lời giải:

Thang đo nhiệt độ mà em biết là thang nhiệt độ Celsius, Kelvin, Fahrenheit.

Vật Lí 12 trang 17 Chân trời sáng tạo: Thảo luận 5

Dựa vào cách chia nhiệt độ trong thang nhiệt độ Celsius và thang nhiệt độ Kelvin, hãy chứng minh:

 của khoảng cách giữa nhiệt độ nóng chảy của nước tinh khiết đóng băng và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết (ở áp suất 1 atm);

 của khoảng cách giữa nhiệt độ không tuyệt đối và nhiệt độ điểm mà nước tinh khiết tồn tại đồng thời ở thể rắn, lỏng và hơi (ở áp suất 1 atm).

Lời giải:

Trong thang nhiệt độ Celsius, chọn hai mốc nhiệt độ là nhiệt độ của nước đá (nước tinh khiết đóng băng) đang tan ở áp suất 1 atm là 0 °C và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết ở áp suất 1 atm là 100 °C. Từ vạch 0 °C đến vạch 100 °C chia thành 100 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng ứng với 1 °C. Nhiệt độ trong thang đo này được kí hiệu là t. Đơn vị là độ Celsius (kí hiệu: °C).

Vì vậy: 

Trong thang nhiệt độ Kelvin, chọn hai mốc nhiệt độ là nhiệt độ mà tại đó động năng chuyển động nhiệt của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên các chất bằng không là 0 K (gọi là độ 0 tuyệt đối) và chọn nhiệt độ nước tinh khiết tồn tại ở đồng thời ở thể rắn, lỏng và hơi là 273,16 K. Trong khoảng giữa hai giá trị nhiệt độ này, chia thành 273,16 khoảng bằng nhau, mỗi khoảng là 1 K.

Vì vậy