Vì sao trộn một cốc nước ấm vào cả bình nước mát không cho nhiệt độ ở giữa hai số đo?
Trả lời trọng tâm
Hai lượng nước không bằng nhau không góp vai trò như hai con số ngang nhau trong một phép lấy trung bình đơn giản. Phần nước nhiều hơn cần trao đổi nhiều năng lượng hơn để đổi cùng mức nhiệt độ. Với cùng chất và điều kiện thích hợp, nhiệt độ cuối thường gần nhiệt độ đầu của phần nhiều hơn.
Ví dụ và phân tích
Mô hình bỏ qua mất nhiệt và cốc: 200 g nước ở 60 °C trộn với 600 g ở 20 °C cho trạng thái cân bằng 30 °C. Phần ít hạ 30 độ, phần nhiều tăng 10 độ; hai tích khối lượng với độ đổi nhiệt độ bằng nhau, 6.000 g·°C, không phải đơn vị năng lượng.
Cách kiểm tra
Tô mỗi phần 200 g bằng một ô để thấy có một ô ấm và ba ô mát. Chỉ dùng mô hình hoặc dữ liệu nước ấm an toàn; phải trộn đều và xét lúc cân bằng, không đọc một điểm còn phân lớp rồi xem đó là kết quả chung.
Ứng dụng
Khi pha các lượng nước khác nhau, số lượng vật chất quan trọng cùng với nhiệt độ. Không được cộng hai nhiệt độ rồi chia hai chỉ vì có hai bình, cũng không dùng phép cộng nhiệt độ để thay cho xét năng lượng trao đổi.
Điều kiện và giới hạn
Ví dụ xét nước cùng đặc tính, không chuyển thể, bỏ qua trao đổi với bình và ngoài. Nước thật có thể khác điều kiện, nên 30 °C là kết quả mô hình đã cho, không là công thức pha đồ uống hay hướng dẫn pha nước nóng cho trẻ.
Đọc hình
Một phần 200 g nước 60 °C cùng ba phần 200 g nước 20 °C nhập vào bình, kết quả mô hình 800 g ở 30 °C; một ô ấm và ba ô mát làm rõ lượng nước không bằng nhau. Hình chỉ minh họa mô hình, không phải ảnh đo thực nghiệm.