Người ta đổ 1 kg nước ở nhiệt độ t1 = 10 °vào một bình cách nhiệt chứa 1 kg nước nóng ở nhiệt độ t2Hãy mô tả quá trình...

Người ta đổ 1 kg nước ở nhiệt độ t₁ = 10 °C vào một bình cách nhiệt chứa 1 kg nước nóng ở nhiệt độ t₂

a) Hãy mô tả quá trình trao đổi nhiệt năng xảy ra trong bình cách nhiệt.

b) Khi có cân bằng nhiệt trong bình thì nhiệt độ trong bình là t= 30 °C. Hãy xác định nhiệt độ t. Biết 1 kg nước nhận thêm nhiệt năng (hoặc mất bớt nhiệt năng) 4200 J thì nóng lên thêm 1°C (hoặc giảm đi 1 °C). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt năng giữa nước với bình cách nhiệt và môi trường.

c) Hãy lập hệ thức liên hệ giữa nhiệt đột với các nhiệt độ t₁ và t₂

Vận dụng lý thuyết về năng lượng nhiệt

Lời giải chi tiết

a) 1 kg nước ở nhiệt độ t₁ = 10 °C sẽ thu thêm nhiệt năng, 1 kg nước nóng ở nhiệt đột sẽ mất bớt nhiệt năng. Nhiệt năng nước nóng mất bớt đúng bằng nhiệt năng nước lạnh thu thêm.

b) Khi có cân bằng nhiệt trong bình, nhiệt độ của 1 kg nước lạnh tăng thêm:

30-10=20°C

Nhiệt năng của 1 kg nước lạnh thu thêm là:

4 200.20 = 84 000 J

Nhiệt độ ban đầu của 1 kg nước nóng là: \({t_2} = \frac{{84000}}{{4200}} + 30 = 50^\circ C\)

c) Như vậy: Khi hai vật cùng chất, cùng khối lượng, nhiệt độ ban đầu là t₁ và t₂ trao đổi nhiệt năng với nhau thì khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ của các vật \(t = \frac{{{t_1} + {t_2}}}{2}\)