Hôm nay lạnh 0 độ, ngày mai lạnh gấp đôi thì nhiệt độ sẽ là bao nhiêu?

Nhìn qua thì thấy câu hỏi này khá đơn giản, nhưng chắc chắn, bạn sẽ không thể đưa ra ngay câu trả lời ngay lập tức.

Bài toán được đưa ra ngắn gọn, xúc tích nhưng lại vô cùng khó chịu:

Hôm nay lạnh 0 độ C, ngày mai lạnh gấp đôi thì nhiệt độ sẽ là bao nhiêu?

Đây là 1 trong những bài toán dạng đố vui kinh điển của thế giới, lần đầu tiên nó ra mắt chính thức trên 1 trang web là vào cuối tháng 4 năm 1999 tại Mathforum.org (một diễn đàn dành cho những người yêu thích toán học).

Mức 0K được xem là nhiệt độ nhỏ nhất mà vật chất có thể đạt được. (Hình minh họa).

Khi xuất hiện nó đã khiến hàng ngàn người hào hứng thử sức, cho tới nay, những đáp án khác nhau vẫn được đưa ra liên tục. Và câu trả lời được nhiều người cho là chính xác nhất vẫn là:

Nhiệt độ của ngày 1 là 0 độ C, khi đó chúng ta không thể làm phép tính để suy ra ngày thứ 2. Nhưng mặt khác, từ số liệu đó, ta hoàn toàn có thể quy đổi ra các thang đo nhiệt tương đương.

Nếu như độ C (độ Celsius) đang được sử dụng rộng rãi ở khắp nơi trên thế giới và dần thay thế cho thang độ F trước đây thì thang độ K (Kevin) lại được coi là đơn vị đo lường cơ bản cho nhiệt độ.

Nhiệt độ trong thang nhiệt Kevin còn được gọi là nhiệt độ tuyệt đối. Trong đó mức 0K được xem là nhiệt độ nhỏ nhất mà vật chất có thể đạt được, tại đó, mọi chuyển động nhiệt của vật chất đều ngưng lại hoàn toàn.

Nói cách khác, ở mức 0K hay 0 độ Kevin, mọi chuyển động của nguyên tử (cái hình thành nên vật chất) đều ngừng lại. Muốn chúng chuyển động tiếp thì ta phải cung cấp nhiệt năng, điều này cũng đồng nghĩa làm cho nguyên tử nóng dần lên.

Khi nguyên tử đạt mức 273,15K thì tương đương với 0 độ C. Từ đây, mỗi độ tăng hoặc giảm của độ K tương đương với độ tăng hoặc giảm 1 độ C.

Quay lại bài toán trên, khi nhiệt độ ngày thứ nhất là 0 độ C, ngày thứ 2 gấp đôi thì ta có thể hiểu điều đó tương đương với:

0 độ C = 273,15 độ K

Lạnh gấp 2 lần tức là: 273,15 độ K / 2 = 136,575 độ K

136,575 độ K ~ âm 136,575 độ C

Trên thực tế, nhiệt độ này còn thấp hơn nhiều so với kỷ lục lạnh nhất từng được con người ghi nhận (âm 89 độ C, đo được tại Vostok, Nam Cực vào 21/7/1983).

Đó có phải đáp án chính xác nhất chưa?

Trên thực tế, đó chỉ là đáp án được nhiều người công nhận và đồng ý nhất mà thôi. Ngoài ra, vẫn còn có thể có đáp án khác nếu như ta làm phương pháp tương tự nhưng quy đổi ra độ F (độ Fahrenheit) chứ không phải độ K...

Kỷ lục lạnh nhất từng được ghi nhận là -89 độ ở Vostok, Nam Cực.

Mặt khác, nhiều người cũng cho rằng, có thể thấy, việc đặt câu hỏi như vậy là chưa chặt chẽ và thiếu khách quan. Việc trời lạnh như thế nào được cho là cảm nhận của mỗi người, hay chính xác hơn nó tùy thuộc vào sự mất nhiệt của cơ thể đối với môi trường xung quanh.

Từ cách hiểu này, chúng ta có thể thấy việc lạnh gấp đôi cũng phụ thuộc vào cảm nhận chủ quan chứ không hoàn toàn đến từ môi trường khách quan.

Hơn nữa, các thang đo nhiệt như độ Celsius, độ Kevin hay cả độ Fahrenheit đều là những tiêu chuẩn tương đối. Chúng không rạch ròi như mét dài hay cân nặng để có thể so sánh dạng gấp đôi hay gấp ba.

Có lẽ cũng vì lý do đó mà suốt 18 năm qua, kể từ năm 1999, vẫn chưa có bất cứ ai hay nhà toán học nào có thể khẳng định câu trả lời của mình là chính xác nhất.