01Kiến thức cần nhớ
1. Vì sao công thức trộn không dùng ngay được?
Công thức giả sử mọi vật giữ nguyên thể và có cùng nhiệt độ cuối . Khi có đá tan, nhiệt độ cuối bị "giữ" ở nếu đá chưa tan hết: nước không thể lạnh hơn khi còn đá ở bên. Tương tự, nếu hơi chưa ngưng hết, nhiệt độ chung giữ ở .
2. Phương pháp: xét hai nhiệt lượng tới hạn
Với bài trộn nước ấm và đá (đá ở ):
- = nhiệt lượng nước ấm nhả ra khi hạ xuống đúng (nhiệt tối đa nước có thể cho).
- = nhiệt lượng cần để đưa đá lên (nếu đá âm) và làm đá tan hết.
- So sánh:
| Điều kiện | Trạng thái cuối | Nhiệt độ cuối |
|---|---|---|
| nhiệt đưa đá lên | Đá chưa tan; nước có thể đông đặc bớt (ít gặp ở phổ thông) | |
| nhiệt đưa đá lên | Đá tan một phần | |
| Đá tan hết | (hoặc khi bằng nhau) |
- Trường hợp tan một phần: khối lượng đã tan .
- Trường hợp tan hết: lập phương trình cân bằng nhiệt với 3 giai đoạn cho đá.
Với bài trộn hơi nước và nước lạnh, làm tương tự: = nhiệt tối đa nước thu để lên ; = nhiệt hơi toả khi ngưng hết ở (). Nếu thì hơi ngưng hết rồi nước nóng chung ở ; nếu thì còn hơi, .
Đổi khối lượng và nhiệt độ của nước và đá rồi bấm Thả đá. Hai thanh cho thấy Q₁ (nước nhả tối đa) và Q₂ (đá cần để tan hết). Thanh Q₁ dài hơn thì đá tan hết và nhiệt độ cuối lớn hơn 0; ngắn hơn thì còn đá và nhiệt độ cuối đúng 0 °C.
3. Sau khi chọn trạng thái: viết phương trình
- Đá tan hết, đá đầu ở , nước ấm (, ), nhiệt độ cuối :
- Đá tan một phần: và .
- Hơi ngưng hết: (bỏ qua bình).
02Tóm tắt
- Có chuyển thể thì xét (nhiệt vật nóng nhả tối đa) và (nhiệt vật lạnh cần để chuyển thể xong).
- : chuyển thể xong, ngoài nhiệt độ chuyển thể; : chuyển thể một phần, = nhiệt độ chuyển thể.
- Khối lượng chuyển thể .
03Mở rộng
Đá và nước đồng thời ở cùng một thể tích kín. Nếu hệ cô lập đang ở có cả đá và nước thì chỉ cần thêm một lượng nhiệt rất nhỏ là đá tan thêm; đó là trạng thái cân bằng pha, không còn thay đổi nhiệt độ. Thực nghiệm đo của đá dựa trên chính tính chất này.