Khi có 2 vật chuyền nhiệt cho nhau thì:
- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau.
- Nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào
Phương trình cân bằng nhiệt: ${{Q}_{toa}}={{Q}_{thu}}$
Sự cân bằng nhiệt xảy ra khi các chất ở cùng một nhiệt độ hay nhiệt độ của ba miếng đồng, nhôm, chì bằng nhau.
Nhiệt độ của nhôm và nước sau khi đạt trạng thái cân bằng thì sẽ không xảy ra sự truyền nhiệt nữa.
Nhiệt lượng thu vào của 3 miếng được xác định bởi công thức :
$ Q=mc.\Delta t $
Vì khối lượng và độ tăng nhiệt độ của 3 miếng kim loại là như nhau nên nhiệt lượng chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt dung riêng của các chất.
$ {{c}_{chi}} < {{c}_{dong}} < {{c}_{n\hom }} $
Vậy nhiệt lượng thu vào của miếng nhôm lớn nhất, rồi đến miếng đồng, miếng chì
Qúa trình trao đổi nhiệt dừng lại khi nhiệt độ trong các chất bằng nhau.
Nhiệt không thể tự truyền được từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao hơn.
Nhiệt độ cuối cùng của hai thìa bằng nhau vì quá trình trao đổi nhiệt của các vật dừng lại khi nhiệt độ cuối cùng cân bằng nhau. Và nhiệt độ cuối cùng khi nhúng hai thìa bằng nước sẽ khác nhiệt độ ban đầu.
Khi có cân bằng nhiệt:
$ {{Q}_{1}}={{Q}_{2}}\Leftrightarrow {{m}_{1}}{{c}_{1}}\Delta {{t}_{1}}={{m}_{2}}{{c}_{2}}\Delta {{t}_{2}}\Leftrightarrow 2{{m}_{2}}{{c}_{1}}\Delta {{t}_{1}}={{m}_{2}}{{c}_{2}}2\Delta {{t}_{1}}\Rightarrow {{c}_{1}}={{c}_{2}} $.
Dùng phương trình cân bằng nhiệt để suy luận:
Ta có:
$ {{Q}_{1}}={{Q}_{2}} $ $ \Rightarrow {{m}_{1}}{{c}_{1}}\Delta {{t}_{1}}={{m}_{2}}{{c}_{2}}\Delta {{t}_{2}} $
Nhiệt độ của vật 1 giảm bớt còn của vật 2 tăng lên nên $ {{t}_{1}} > {{t}_{2}} $
Vì $ \Delta {{t}_{1}}=\Delta {{t}_{2}}\Rightarrow {{m}_{1}}{{c}_{1}}={{m}_{2}}{{c}_{2}} $
Trong các đáp án chỉ có đáp án $ {{m}_{1}}=\dfrac{3}{2}{{m}_{2}},{{c}_{1}}=\dfrac{2}{3}{{c}_{2}},{{t}_{1}} > {{t}_{2}} $ là thỏa mãn
Nhiệt được truyền từ miếng sắt ra ngoài không khí vì miếng sắt có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của không khí mà nhiệt được truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Nhiệt lượng các miếng truyền cho nước: $ Q=mc\Delta t $
Kim loại có nhiệt dung riêng càng lớn thì nhiệt lượng mà kim loại đó cung cấp cho nước càng lớn.
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới