Vì sao -40℃ bằng với -40°F

Bạn không nhìn nhầm đâu, đây là sự thật. Nhưng điều này KHÔNG có nghĩa độ C và độ F là giống nhau đâu nhé. Thực tế, 20°C thì bằng 68°F, 30°C bằng 86°F. Nhưng tại sao -40℃ lại bằng với -40°F ư? Chỉ đơn giản nó là một trường hợp đặc biệt thôi. Để hiểu hơn về “trường hợp đặc biệt” này, chúng ta hãy tìm hiểu qua 2 thang nhiệt giai này trước nhé.

( Nhiệt giai: chỉ thang đó nhiệt độ theo một quy ước xác định, chúng ta thường thấy là nhiệt giai Celcius < độ C>, nhiệt giai Fahrenheit < độ F> và nhiệt giai Kelvin <độ K> – bạn nào học xong lớp 6 chắc đều biết hết rồi)

1. Nhiệt giai Fahrenheit:

Độ Fahrenheit hay độ F, là một thang nhiệt độ được đặt theo tên nhà vật lý người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736). Fahrenheit phát triển thang nhiệt độ của ông sau khi viếng thăm nhà thiên văn học người Đan Mạch Ole Rømer ở Copenhagen. Rømer đã tạo ra chiếc nhiệt kế đầu tiên mà trong đó ông sử dụng hai điểm chuẩn để phân định. Trong thang Rømer thì điểm đóng băng của nước là 7,5॰, điểm sôi là 60॰, và thân nhiệt trung bình của con người theo đó sẽ là 22,5 độ theo phép đo của Rømer.

Fahrenheit chọn điểm số không trên thang nhiệt độ của ông là nhiệt độ thấp nhất của mùa đông năm 1708/1709, một mùa đông khắc nghiệt, ở thành phố Gdansk (Danzig) quê hương ông. Bằng một hỗn hợp nước đá, nước và Amoni clorid (NH4Cl) (còn gọi là hỗn hợp lạnh) sau đó ông có thể tạo lại điểm số không cũng như là điểm chuẩn thứ nhất (−17,8°C) này. Fahrenheit muốn bằng cách đó tránh được nhiệt độ âm, như thường gặp ở thang nhiệt độ Rømer-Skala trong hoàn cảnh đời sống bình thường.

Năm 1714, ông xác định điểm chuẩn thứ hai là nhiệt độ đóng băng của nước tinh khiết (ở 32°F) và điểm chuẩn thứ ba là “thân nhiệt của một người khỏe mạnh” (ở 96°F).

Theo các tiêu chuẩn hiện nay thì các điểm chuẩn trên và dưới khó có thể tạo lại một cách thực sự chính xác được. Vì thế mà thang nhiệt độ này về sau đã được xác định lại theo hai điểm chuẩn mới là nhiệt độ đóng băng và nhiệt độ sôi của nước, tức là 32°F và 212°F. Theo đó, thân nhiệt bình thường của con người sẽ là 98,6°F (37°C), chứ không phải là 96 °F (35,6°C) như Fahrenheit đã xác định nữa.

2. Nhiệt giai Celsius:

Độ Celsius (°C hay độ C) là đơn vị đo nhiệt độ được đặt tên theo nhà thiên văn học người Thụy Điển Anders Celsius (1701–1744). Ông là người đầu tiên đề ra hệ thống đo nhiệt độ căn cứ theo trạng thái của nước với 100 độ C (212 độ Fahrenheit) là nước sôi và 0 độ C (32 độ Fahrenheit) là nước đá đông ở khí áp tiêu biểu (standard atmosphere) vào năm 1742. Hai năm sau nhà khoa học Carolus Linnaeus đảo ngược hệ thống đó và lấy 0 độ là nước đá đông và một trăm độ là nước sôi.

3. Chuyển đổi giữa 2 thang:

Để chuyển đổi giữa 2 thang, ta có thể tính nhanh như 2 công thức sau:

°F = ( °C × 1.8 ) + 32 (1)
°C = ( °F ─ 32 ) ⁄ 1.8 (2)

Lấy ví dụ dễ dàng tính ra 20°C thì bằng 68°F, 30°C bằng 86°F và ngược lại.

4. Vì sao -40℃ bằng với -40°F:

Để kiểm nghiệm điều này, ta chỉ cần thực hiện phép tính đơn giản:

Giả sử tồn tại điểm nhiệt độ mà độ C và độ F có giá trị bằng nhau.

Gọi giá trị này là x, áp dụng phương trình (1), ta có:
x = x *1.8 + 32

Dễ dàng tính được x = -40.

Suy ra -40℃ giống với -40°F.

Tính ngược lại với phương trình (2) cũng cho cùng một kết quả.

Nguồn: Bài viết được thực hiện bởi Science Realm.
Nguồn tài liệu tham khảo thêm: Wikipedia – Độ Celcius. Wikipedia – Độ Fahrenheit.