[Vật lí 10] Nhiệt 4

[thienxung759]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

~O)~O)~O)~O)Mình vốn định hỏi lớp 9, nhưng chắc lớp 9 không trả lời được.

Có một li thuỷ tinh đựng nước và một cục nước đá (đủ lớn). Các bạn nghĩ xem nên để cục nước đá nổi hay nên dìm nó xuống đáy cốc để nước trong cốc nhanh lạnh (đến [TEX]0^0C[/TEX])hơn. Vì sao?

Câu hỏi trên của một đứa bạn đố mình khi mình còn học lớp 9. 2 năm trôi qua, bây giờ mình mới thấy nó khó.

 

[bennykute]

Có một li thuỷ tinh đựng nước và một cục nước đá (đủ lớn). Các bạn nghĩ xem nên để cục nước đá nổi hay nên dìm nó xuống đáy cốc để nước trong cốc nhanh lạnh (đến )hơn. Vì sao?

mh theo em nghi thi nen de no dim xuong thi phai?

 

[dragondracolong]

theo mình thì dìm xuống sẽ làm cục nước đá lạnh nhanh hơn vì nếu để cục nước đá nổi lên thì nó không chỉ thu nhiệt của nước mà còn thu nhiệt của phần không khí phía trên li nước. Nếu dìm cục nước đá xuống thì nó chỉ thu nhiệt của nước thôi.

 

[thienxung759]

theo mình thì dìm xuống sẽ làm cục nước đá lạnh nhanh hơn vì nếu để cục nước đá nổi lên thì nó không chỉ thu nhiệt của nước mà còn thu nhiệt của phần không khí phía trên li nước. Nếu dìm cục nước đá xuống thì nó chỉ thu nhiệt của nước thôi.

Tốc độ thu nhiệt của khối đá phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa khối đá và nước. Khi thu nhiệt của không khí, khối đá tan chảy nhanh hơn nhưng nhiệt độ của nó vẫn là [TEX]0^0C[/TEX] --> không ảnh hưởng gì đến sự thu nhiệt nước.

 

[hermionegirl27]

cho đá nổi vì khi đá nổi thì theo đối lưu, nc sẽ nhanh lạnh hơn

 

[nam156]

cho đá nổi vì khi đá nổi thì theo đối lưu, nc sẽ nhanh lạnh hơn

uhm, phần nước bị làm lạnh có KLR lớn hơn nên chìm xuống, phần chưa được làm lạnh thì đi lên, quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh hơn.

 

[thienxung759]

uhm, phần nước bị làm lạnh có KLR lớn hơn nên chìm xuống, phần chưa được làm lạnh thì đi lên, quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh hơn.

Trước đây bọn mình cũng từng nghĩ như vậy.

Cũng chưa hợp lí. Bỏ một cục nước đá vào cốc nước, lát sau bưng lên uống bạn sẽ cảm thấy nước ấm dần. Nguyên nhân:
Ở [TEX]4^0C[/TEX] nước có trọng lượng riêng lớn nhất.
Ban đầu, nhiệt độ của cốc nước ở khoảng [TEX]25^0C[/TEX]. Khi ta bỏ cục đá vào, nhiệt độ của nó giảm nhanh theo cơ chế đối lưu. Nhưng sau khi lớp nước bên trên đạt đến [TEX]4^0C[/TEX], nó lập tức chìm xuống dưới đáy. Trong cốc nước bắt đầu có sự phân tầng nhiệt độ: Nứơc dưới đáy cốc là [TEX]4^0C[/TEX], rồi đến [TEX]3^0C[/TEX], [TEX]2^0C[/TEX], [TEX]1^0C[/TEX], cuối cùng, lớp nước trên bề mặt là [TEX]0^0C[/TEX]. Sự đối lưu chấm dứt, nước truyền nhiệt theo cơ chế "dẫn nhiệt". Mà nước lại là một chất dẫn nhiệt kém!

 

[nam156]

Có lí đấy! Như vậy thì cậu cho rằng ban đầu để viên nước đá bên trên, khi 1 phần nuớc đến 4 độ C thì dìm nó xuống à?

 

[thienxung759]

Có lí đấy! Như vậy thì cậu cho rằng ban đầu để viên nước đá bên trên, khi 1 phần nuớc đến 4 độ C thì dìm nó xuống à?

Ừ nhỉ. Nhưng vấn đề nữa là làm sao biết lớp nước bên dưới đã đạt đến [TEX]4^0C[/TEX]. Trong cốc nước phân tầng nhiệt độ như thế, dùng nhiệt kế cũng vô dụng.
Nếu cứ chần chừ, chờ đợi thì sẽ mất nhiều thời gian.

 

[dinhquangkhai]

mình nghĩ rằng 4 độ thì nước có khối lượng riêng lớn nhưng nó vẫn chứa năng lượng lớn hơn so với sự phân tầng nhiệt độ mà bạn nói nên mình nghĩ là nó nó vẫn chuyển động lên trên để chuyền năng lượng cho tầng ít năng lượng hơn nên chưa chắc là nó chìm ở phía dưới

 

[nhok_boy]

~O)~O)~O)~O)Mình vốn định hỏi lớp 9, nhưng chắc lớp 9 không trả lời được.

Có một li thuỷ tinh đựng nước và một cục nước đá (đủ lớn). Các bạn nghĩ xem nên để cục nước đá nổi hay nên dìm nó xuống đáy cốc để nước trong cốc nhanh lạnh (đến [TEX]0^0C[/TEX])hơn. Vì sao?

Câu hỏi trên của một đứa bạn đố mình khi mình còn học lớp 9. 2 năm trôi qua, bây giờ mình mới thấy nó khó.

Phải dìm suống bạn ah! Bởi vì :

Thứ nhất: Khối lượng riêng của đá nhỏ hơn nước nên nó nổi trong nước và càng lạnh thì khối lượng riên nước càng giảm hay càng nổi lên; ban đầu nuyocs ở nhiệt đọ như nhau song qua thời gian nó bị truyền nhiệt làm cho lớp nức bao quanh cục đá lạnh hơn và tạo tành lớp rào cản; còn khi dìm tì khi chặp sau nhiệt độ của nước xung quanh cục đá giảm thì nó sẽ nỏi lên làm cho cục đá tiếp xúc được trực tiếp với lớp nưác chưa được làm lạnh nên nhanh chóng hơn;

Thứ hai: trên mặt có lớp khí làm cho nó truyền nhiệt cho cả khí nữa;

 

[thienxung759]

Phải dìm suống bạn ah! Bởi vì :

Thứ nhất: Khối lượng riêng của đá nhỏ hơn nước nên nó nổi trong nước và càng lạnh thì khối lượng riên nước càng giảm hay càng nổi lên; ban đầu nuyocs ở nhiệt đọ như nhau song qua thời gian nó bị truyền nhiệt làm cho lớp nức bao quanh cục đá lạnh hơn và tạo tành lớp rào cản; còn khi dìm tì khi chặp sau nhiệt độ của nước xung quanh cục đá giảm thì nó sẽ nỏi lên làm cho cục đá tiếp xúc được trực tiếp với lớp nưác chưa được làm lạnh nên nhanh chóng hơn;

Thứ hai: trên mặt có lớp khí làm cho nó truyền nhiệt cho cả khí nữa;

Vẫn chưa thật hợp lí.
Khi dìm cục đá xuống đáy cốc, nước xung quanh cục đá giảm đến [TEX]0^0C[/TEX] thì bắt đầu nổi lên, nhưng không nổi lên đến miệng cốc mà chỉ nổi ở lưng chừng cốc (Vì trọng lượng riêng của nước ở [TEX]0^0C[/TEX] vẫn lớn hơn ở [TEX]5^0C[/TEX]).
Lớp nước này sẽ nhận nhiệt của lớp nước [TEX]5^0C[/TEX]---> nước ở [TEX]4^0C[/TEX] rồi chìm xuống. Sự đối lưu chỉ xảy ra ở bên dưới. Phạm vi của nó phát tiển dần theo chiều cao. Nhưng vẫn chậm.
Để cho dễ hiểu mình mô tả như sau:
Kí hiệu Màu xanh nhạt là nước ở [TEX]0^0C[/TEX], màu xanh lá là nước ở [TEX]4^0C[/TEX], màu vàng là nước [TEX]> 4^0C[/TEX].
Xanh nhạt ([TEX]0^0C[/TEX]) + vàng ([TEX]5^0C[/TEX]) ----> xanh lá ([TEX]4^0C[/TEX])
Xanh lá ([TEX]4^0C[/TEX]) + xanh thẫm (cục đá) ----> xanh nhạt ([TEX]0^0C[/TEX])

Còn viếc truyền nhiệt cho không khí thì mình đã nói rồi.

 

[thienxung759]

Ngẫm lại thấy dìm xuống có vẻ hợp lí đấy.
Chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước ở [TEX]0^0C[/TEX] và [TEX]5^0C[/TEX] tương đối lớn. Nó lại xảy ra đồng thời 3 quá trình:
Đối lưu.
Đá thu nhiệt của nước [TEX]4^0C[/TEX].
Nước ở [TEX]0^0C[/TEX] thu nhiệt của nước ở [TEX]5^0C[/TEX].

Còn nếu để cục đá nổi chỉ xảy ra hai quá trình theo thứ tự: Đối lưu, truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt.
Quá trình dẫn nhiệt diễn ra khá chậm vì chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp nước thấp.

Điều đáng nói ở đây là đối với trường hợp thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra trên một quãng đường dài, mạnh mẽ, nhanh chóng. Khi nhấm chìm cục đá, quá trình đối lưu chỉ xảy ra trong một cự li ngắn, tăng dần.

Như vậy tức là thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra mạnh, nhưng quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt lại yếu.
Nhấm chìm cục đá, quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt mạnh, nhưng đối lưu lại yếu hơn.

Chúng ta không thể đi đến một kết luận cuối cùng được.

 

[conech123]

Ngẫm lại thấy dìm xuống có vẻ hợp lí đấy.
Chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước ở [TEX]0^0C[/TEX] và [TEX]5^0C[/TEX] tương đối lớn. Nó lại xảy ra đồng thời 3 quá trình:
Đối lưu.
Đá thu nhiệt của nước [TEX]4^0C[/TEX].
Nước ở [TEX]0^0C[/TEX] thu nhiệt của nước ở [TEX]5^0C[/TEX].

Còn nếu để cục đá nổi chỉ xảy ra hai quá trình theo thứ tự: Đối lưu, truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt.
Quá trình dẫn nhiệt diễn ra khá chậm vì chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp nước thấp.

Điều đáng nói ở đây là đối với trường hợp thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra trên một quãng đường dài, mạnh mẽ, nhanh chóng. Khi nhấm chìm cục đá, quá trình đối lưu chỉ xảy ra trong một cự li ngắn, tăng dần.

Như vậy tức là thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra mạnh, nhưng quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt lại yếu.
Nhấm chìm cục đá, quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt mạnh, nhưng đối lưu lại yếu hơn.

Chúng ta không thể đi đến một kết luận cuối cùng được.

mình thấy hơi khó hiểu, nhưng mình nghĩ cách dìm cục nước đá xuống là ổn nhất, bằng thực nghiệm

 

[nam156]

mình nghĩ rằng 4 độ thì nước có khối lượng riêng lớn nhưng nó vẫn chứa năng lượng lớn hơn so với sự phân tầng nhiệt độ mà bạn nói nên mình nghĩ là nó nó vẫn chuyển động lên trên để chuyền năng lượng cho tầng ít năng lượng hơn nên chưa chắc là nó chìm ở phía dưới

Bạn này lại dùng năng lượng để giải thích à? Tớ nghĩ phải tuân theo áp suất thủy tĩnh chứ, năng lượng cao hay thấp có ảnh hưởng gì đâu ?

 

[nhok_boy]

Ngẫm lại thấy dìm xuống có vẻ hợp lí đấy.
Chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước ở [TEX]0^0C[/TEX] và [TEX]5^0C[/TEX] tương đối lớn. Nó lại xảy ra đồng thời 3 quá trình:
Đối lưu.
Đá thu nhiệt của nước [TEX]4^0C[/TEX].
Nước ở [TEX]0^0C[/TEX] thu nhiệt của nước ở [TEX]5^0C[/TEX].

Còn nếu để cục đá nổi chỉ xảy ra hai quá trình theo thứ tự: Đối lưu, truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt.
Quá trình dẫn nhiệt diễn ra khá chậm vì chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp nước thấp.

Điều đáng nói ở đây là đối với trường hợp thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra trên một quãng đường dài, mạnh mẽ, nhanh chóng. Khi nhấm chìm cục đá, quá trình đối lưu chỉ xảy ra trong một cự li ngắn, tăng dần.

Như vậy tức là thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra mạnh, nhưng quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt lại yếu.
Nhấm chìm cục đá, quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt mạnh, nhưng đối lưu lại yếu hơn.

Chúng ta không thể đi đến một kết luận cuối cùng được.

Hay đó!

Nhưng lưu ý rằng đây đề cho 2 cách là trên hay dưới thôi còn nhanh nhất thì các bạn tự tìm hiểu chứ mình chỉ giải thích tại sao là phải chìm thì truyền nhiệt nhanh hơn thôi.

 

[nam156]

Ngẫm lại thấy dìm xuống có vẻ hợp lí đấy.
Chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước ở [TEX]0^0C[/TEX] và [TEX]5^0C[/TEX] tương đối lớn. Nó lại xảy ra đồng thời 3 quá trình:
Đối lưu.
Đá thu nhiệt của nước [TEX]4^0C[/TEX].
Nước ở [TEX]0^0C[/TEX] thu nhiệt của nước ở [TEX]5^0C[/TEX].

Còn nếu để cục đá nổi chỉ xảy ra hai quá trình theo thứ tự: Đối lưu, truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt.
Quá trình dẫn nhiệt diễn ra khá chậm vì chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp nước thấp.

Điều đáng nói ở đây là đối với trường hợp thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra trên một quãng đường dài, mạnh mẽ, nhanh chóng. Khi nhấm chìm cục đá, quá trình đối lưu chỉ xảy ra trong một cự li ngắn, tăng dần.

Như vậy tức là thả nổi cục đá, quá trình đối lưu xảy ra mạnh, nhưng quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt lại yếu.
Nhấm chìm cục đá, quá trình truyền nhiệt - dẫn nhiệt mạnh, nhưng đối lưu lại yếu hơn.

Chúng ta không thể đi đến một kết luận cuối cùng được.

Theo tớ, so với quá trình truyền nhiệt bằng đối lưu thì quá trình dẫn nhiệt của nước đá với nước ở 5 độ C chẳng thấm vào đâu!
Kết quả là tốt nhất cứ để nước đá bên trên ( nhưng phải ấn nó xuống một ít để cho nó chìm hoàn toàn ), cứ đến khi cả nước trong cốc ở 4 độ C thì dìm nó xuống đáy để tăng diện tích tiếp xúc và sự dẫn nhiệt.

 

[hermionegirl27]

Theo tớ, so với quá trình truyền nhiệt bằng đối lưu thì quá trình dẫn nhiệt của nước đá với nước ở 5 độ C chẳng thấm vào đâu!
Kết quả là tốt nhất cứ để nước đá bên trên ( nhưng phải ấn nó xuống một ít để cho nó chìm hoàn toàn ), cứ đến khi cả nước trong cốc ở 4 độ C thì dìm nó xuống đáy để tăng diện tích tiếp xúc và sự dẫn nhiệt.

Tớ đồng ý với bạn này:!!!!!!!!!!!!!!!!!