Kelvin (K) là đơn vị đo nhiệt độ trong hệ đo lường quốc tế (SI), đo lường năng lượng nhiệt thực tế của vật chất. Khác với độ Celsius dựa trên điểm đóng băng của nước, Kelvin bắt đầu từ điểm 0 tuyệt đối. Hiểu rõ Kelvin giúp bạn làm chủ kiến thức vật lý lẫn nghệ thuật sử dụng ánh sáng.
Lưu ý: Kelvin trong vật lý (nhiệt độ vật chất) và Kelvin trong nhiếp ảnh (nhiệt độ màu) là hai khái niệm khác nhau về bản chất dù dùng chung tên gọi.
Kelvin nghĩa là gì?
Nguồn gốc
Tên gọi này bắt nguồn từ Lord Kelvin (tên thật là William Thomson), nhà vật lý người Ireland đã đặt nền móng cho lý thuyết nhiệt động lực học.
So sánh Kelvin và độ C
Khoảng cách giữa các vạch chia trên thang Kelvin và độ C là bằng nhau, nhưng khác biệt ở điểm bắt đầu. Trong khi độ C lấy điểm đóng băng và sôi của nước làm mốc, Kelvin bắt đầu từ con số 0 tuyệt đối. Tại 0 °C, giá trị tương ứng trong thang Kelvin là 273,15 K.
Một lưu ý quan trọng: Kelvin là đơn vị đo nhiệt độ cơ bản trong hệ SI nên không sử dụng ký hiệu dấu độ (°). Bạn chỉ viết chữ K ngay sau con số (ví dụ: 300 K), thay vì viết 300 °K.
| Đặc điểm | Độ Celsius (°C) | Kelvin (K) |
|---|---|---|
| Điểm đóng băng nước | 0 °C | 273,15 K |
| Điểm sôi của nước | 100 °C | 373,15 K |
| Ký hiệu | Có dấu độ (°) | Không dùng dấu độ |
| Bản chất | Nhiệt độ tương đối | Nhiệt độ tuyệt đối |
Nhiệt độ màu của ánh sáng
Nhiệt độ màu Kelvin đo tông màu từ ấm đến lạnh của ánh sáng, thường dùng trong nhiếp ảnh và thiết kế. Thang đo này dao động từ 1.000 K đến 10.000 K:
- Ánh sáng ấm (2.700K – 3.000K): Tông màu vàng, phù hợp cho phòng ngủ hoặc không gian thư giãn.
- Ánh sáng lạnh (5.000K – 6.500K): Tông màu trắng xanh, mang lại cảm giác tỉnh táo, phù hợp cho văn phòng hoặc bệnh viện.
Quy tắc: Số Kelvin càng thấp, ánh sáng càng ấm; số Kelvin càng cao, ánh sáng càng lạnh.
Ý nghĩa của độ không tuyệt đối
Tại 0 K (độ không tuyệt đối), về mặt lý thuyết, mọi chuyển động nhiệt của các hạt vật chất đều dừng lại. Nhiệt độ thực chất là thước đo sự rung động của các phân tử; khi chạm mốc 0 K, chúng không còn năng lượng để dao động nữa.
Cách chuyển đổi nhiệt độ
Vì khoảng cách giữa các đơn vị là như nhau, bạn chỉ cần thực hiện phép cộng hoặc trừ với hằng số 273,15. Thang Kelvin luôn có giá trị lớn hơn độ C.
- Celsius sang Kelvin: K = °C + 273,15
- Kelvin sang Celsius: °C = K – 273,15
- Kelvin sang Fahrenheit: °F = (K – 273,15) * 9/5 + 32
- Kelvin sang Rankine: R = K * 1,8
Các thiết bị đo nhiệt độ
- Cặp nhiệt điện: Cảm biến phổ biến trong công nghiệp, hoạt động dựa trên hiệu ứng nhiệt điện, có độ bền cao và dải đo cực rộng.
- Nhiệt kế hồng ngoại: Đo nhanh không tiếp xúc thông qua bức xạ hồng ngoại, hữu ích khi đo vật thể di chuyển hoặc có nhiệt độ cực cao.
- Quang phổ kế: Dùng để đo chính xác nhiệt độ màu (chỉ số Kelvin) của nguồn sáng, là công cụ thiết yếu của nhiếp ảnh gia và chuyên gia chiếu sáng.
Sau khi đã nắm rõ các kiến thức này, bạn hãy thử kiểm tra lại chỉ số Kelvin ghi trên vỏ hộp bóng đèn LED trong nhà mình để thấy ngay sự khác biệt giữa ánh sáng ấm và lạnh.
