Vật Lý ProTHPT

Thí nghiệm vui · Vật lý 12 · Vật lý nhiệt

Trộn nước nóng và nước lạnh – dự đoán nhiệt độ cuối

Dùng phương trình cân bằng nhiệt để dự đoán, rồi đo bằng nhiệt kế và giải thích sai lệch.

⏱️ 20 phút🏫 Trên lớp🟡 Độ khó: Trung bình

🧰 Chuẩn bị

  • Cốc xốp (giữ nhiệt tốt) hoặc bình giữ nhiệt
  • Nhiệt kế
  • Cốc đong có vạch chia
  • Nước nóng và nước lạnh

🤔 Dự đoán trước khi làm

Trộn 100 ml nước 80 °C với 200 ml nước 20 °C thì nhiệt độ cuối là bao nhiêu?

Ghi dự đoán của em ra giấy, sau khi làm thí nghiệm hãy so sánh xem em đoán đúng không nhé!

🧪 Cách làm

  1. Đong 200 ml nước lạnh vào cốc xốp, đo nhiệt độ \(t_2\).
  2. Đong 100 ml nước nóng, đo nhiệt độ \(t_1\) ngay trước khi đổ.
  3. Đổ nước nóng vào cốc xốp, khuấy nhẹ, đọc nhiệt độ cao nhất ổn định \(t\).
  4. So sánh với kết quả tính theo phương trình cân bằng nhiệt.

⚠️ An toàn

  • Cẩn thận khi rót nước nóng; dùng nước dưới 80 °C.

👀 Hiện tượng

Bấm để xem hiện tượng (sau khi đã làm thí nghiệm)

Nhiệt độ đo được gần 40 °C nhưng thường thấp hơn tính toán khoảng 1 – 3 °C.

💡 Giải thích

Bấm để xem giải thích

Nhiệt lượng nước nóng toả ra bằng nhiệt lượng nước lạnh thu vào: \(m_1c(t_1 - t) = m_2c(t - t_2)\) → \(t = \dfrac{m_1t_1 + m_2t_2}{m_1 + m_2} = \dfrac{0{,}1\cdot 80 + 0{,}2\cdot 20}{0{,}3} = 40\) °C. Kết quả đo thấp hơn vì một phần nhiệt truyền cho cốc, nhiệt kế và không khí — hao phí nhiệt.

🚀 Thử thêm

  • Thả một viên bi sắt (hoặc đinh ốc) đã ngâm nước sôi vào nước lạnh để tính nhiệt dung riêng của sắt.

🔬 Kiểm chứng bằng mô phỏng

📚 Bài học liên quan

🧪 Thí nghiệm khác