Vì sao rót nước ấm sang cốc nguội có thể làm nước giảm nhiệt độ ngay cả khi cản mất nhiệt ra phòng?
Trả lời trọng tâm
Cốc không phải một vỏ không có khả năng nhận năng lượng. Khi nước ấm tiếp xúc cốc nguội hơn, năng lượng truyền từ nước sang cốc cho tới khi chúng tiến gần cân bằng nhiệt. Vì vậy chỉ cản đường truyền ra không khí chưa loại hết các phần đang nhận năng lượng của nước.
Ví dụ và phân tích
Mô hình có nước ở 50 °C và cốc ban đầu 25 °C trong một vỏ cách nhiệt. Sau tiếp xúc, nước giảm nhiệt độ còn cốc tăng nhiệt độ; không tự gán nhiệt độ cuối bằng trung bình hai số vì còn tùy lượng nước và đặc tính cốc.
Cách kiểm tra
Phân tích số liệu giả định hoặc nước chỉ hơi ấm do giáo viên chuẩn bị. Khi so cốc, ghi cả nhiệt độ cốc trước khi rót. Không nung hay dội nước sôi vào cốc để cố tạo biến đổi rõ.
Ứng dụng
Chọn ranh giới hệ giúp tìm năng lượng đã đi đâu. Nếu chỉ theo dõi nước, ta thấy nó mất năng lượng; nếu xét cả nước và cốc, một phần ấy vẫn ở trong hệ thay vì đã thoát ra phòng.
Điều kiện và giới hạn
Vỏ cách nhiệt trong hình là mô hình hạn chế trao đổi với ngoài, không loại mọi trao đổi bên trong. Cốc thật còn truyền nhiệt cho nền và không khí. Bài không dùng công thức nhiệt dung riêng để tính ngoài yêu cầu định tính của ví dụ.
Đọc hình
Nước 50 °C được rót vào cốc 25 °C nằm trong vỏ cách nhiệt; mũi tên năng lượng đi từ nước sang thành cốc, nhãn nước giảm và cốc tăng nhiệt độ. Hình chỉ minh họa mô hình, không phải ảnh đo thực nghiệm.