Câu hỏi: Trên thang độ C, nhiệt độ không tuyệt đối là bao nhiêu?
- A. 0°C.
- B. 100°C.
- C. -273°C.
- D. -32°C.
Đáp án đúng là C. -273°C. Nhiệt độ không tuyệt đối là nhiệt độ thấp nhất mà vật chất có thể đạt được, nơi mọi chuyển động nhiệt của các phân tử ngừng hẳn. Trên thang độ C (thang Celsius), giới hạn này ứng với -273°C, tương đương 0 K trên thang Kelvin.
Vì sao -273°C là nhiệt độ không tuyệt đối trên thang độ C?
Theo thuyết động học phân tử, nhiệt độ là thước đo mức độ chuyển động nhiệt (chuyển động hỗn loạn) của các phân tử, nguyên tử tạo nên vật chất. Nhiệt độ càng thấp thì các phân tử chuyển động càng chậm. Nhiệt độ không tuyệt đối chính là giới hạn dưới của quá trình này: nhiệt độ thấp nhất có thể tồn tại, tại đó mọi chuyển động nhiệt của các phân tử đều ngừng lại.
Trên thang Kelvin, điểm này được quy ước là 0 K. Muốn đổi sang độ C, ta dùng công thức liên hệ giữa hai thang đo: t(°C) = T(K) – 273,15. Thay T = 0 K, ta được t = -273,15°C, trong các bài tập phổ thông thường làm tròn thành -273°C — trùng khớp với phương án C. Cần lưu ý thêm: đây là giới hạn lý thuyết, trong thực nghiệm người ta chỉ có thể tiến sát gần giá trị này chứ chưa bao giờ đạt đúng độ không tuyệt đối.
Vì sao các phương án A, B, D sai?
Phương án A (0°C): 0°C là nhiệt độ đóng băng của nước ở áp suất chuẩn (1 atm), tức thời điểm nước chuyển từ thể lỏng sang thể rắn. Đây chỉ là một mốc quen thuộc trong đời sống, không phải giới hạn dưới của nhiệt độ, vì vẫn tồn tại vô số giá trị thấp hơn 0°C (ví dụ -10°C trong những ngày đông lạnh giá).
Phương án B (100°C): 100°C là nhiệt độ sôi của nước ở áp suất 1 atm. Đây là mốc nhiệt độ cao, càng không liên quan đến khái niệm “nhiệt độ thấp nhất có thể đạt được”.
Phương án D (-32°C): đây là phương án dễ nhầm nhất. Nhiều bạn thấy -32°C là số âm, cảm giác “rất lạnh”, nên tưởng đó là nhiệt độ thấp nhất. Nhưng một giá trị âm bất kỳ không có gì đặc biệt: vẫn còn những nhiệt độ thấp hơn nhiều như -100°C hay -200°C. Độ không tuyệt đối là duy nhất và nằm ở -273°C, chứ không phải mọi số âm đều là độ không tuyệt đối.
Hệ thống kiến thức về các thang đo nhiệt độ
- Độ không tuyệt đối: điểm nhiệt độ thấp nhất có thể đạt được, nơi các hạt nguyên tử và phân tử ngừng chuyển động nhiệt hoàn toàn; trên thang Kelvin được quy ước là 0 K.
- Công thức đổi giữa hai thang: T(K) = t(°C) + 273,15, suy ra 0 K = -273,15°C ≈ -273°C.
- Các mốc quen thuộc: nước đá tan ở 0°C (tức 273 K); nước sôi ở 100°C (tức 373 K) khi áp suất là 1 atm.
- Kelvin là đơn vị đo nhiệt độ trong hệ SI; thang Kelvin bắt đầu từ độ không tuyệt đối nên không tồn tại giá trị âm.
Mẹo ghi nhớ nhanh
Ghi nhớ cặp số “0 K = -273°C”. Có thể nhớ theo mẹo: “độ không tuyệt đối” ứng với 0 K trên thang Kelvin, và muốn đổi sang độ C thì lấy 0 trừ đi 273. Khi gặp câu hỏi dạng “nhiệt độ thấp nhất” hoặc “nhiệt độ không tuyệt đối trên thang độ C”, lập tức tìm giá trị -273 (hoặc -273,15); đồng thời cảnh giác với các số âm “bẫy” như -32°C, vì chỉ tồn tại duy nhất một độ không tuyệt đối.
Bài viết liên quan: