Vì sao thêm năng lượng vào hỗn hợp nước và đá chưa chắc làm nhiệt độ tăng ngay?
Trả lời trọng tâm
Khi nước và đá nước ngọt cùng tồn tại gần cân bằng ở áp suất thông thường, năng lượng nhận thêm có thể chủ yếu làm đá chuyển thành nước. Nhiệt độ không nhất thiết tăng rõ cho đến khi đá tan hết. Nhận nhiệt và tăng nhiệt độ không phải lúc nào cũng đồng nghĩa.
Ví dụ và phân tích
Một cốc có nước và đá được khuấy nhẹ có thể giữ gần 0 °C một thời gian trong phòng ấm. Trong khi lượng đá giảm, nhiệt kế vẫn gần số cũ. Khi đá đã tan hết và nước tiếp tục nhận năng lượng, nhiệt độ mới tăng rõ.
Cách kiểm tra
Quan sát bằng cốc nhựa, đá thực phẩm và nhiệt kế phù hợp. Không ép đầu đo vào đá, đo ở phần nước đã trộn nhẹ. Ghi cả nhiệt độ lẫn lượng đá còn thấy, thay vì chỉ lập bảng nhiệt độ theo phút.
Ứng dụng
Điều này giải thích vì sao đá có thể tiếp tục làm mát đồ uống dù nhiệt độ hỗn hợp thay đổi ít. Một phần năng lượng đi vào quá trình chuyển thể, không biến mất.
Điều kiện và giới hạn
Đá lấy từ ngăn đông có thể ban đầu lạnh dưới 0 °C; muối hoặc chất hòa tan làm điều kiện chuyển thể đổi. Không coi mọi cốc đá thực tế đều chính xác 0 °C ở mọi thời điểm.
Đọc hình
Ba thời điểm cùng nhiệt độ gần 0 °C nhưng lượng đá giảm dần; mũi tên năng lượng đi vào cốc. Hình chỉ minh họa mô hình, không phải ảnh đo thực nghiệm.