Khi được mài (Hình 2.1), lưỡi dao không chỉ sắc hơn mà còn nóng lên. Nó cũng nóng lên khi được nhúng vào nước nóng

Giải Vật lí 12 Cánh diều Bài 2: Định luật 1 của nhiệt động lực

Mở đầu trang 13 Vật lí 12: Khi được mài (Hình 2.1), lưỡi dao không chỉ sắc hơn mà còn nóng lên. Nó cũng nóng lên khi được nhúng vào nước nóng. Trong hai trường hợp này, dù theo các cách khác nhau nhưng lưỡi dao đều nhận thêm năng lượng. Phần năng lượng nhận được thêm này có liên hệ gì với năng lượng của các phân tử cấu tạo nên lưỡi dao?

Lời giải:

Khi lưỡi dao được mài hoặc nhúng vào nước nóng, nó nhận thêm năng lượng. Sự nóng lên có liên quan chặt chẽ đến năng lượng cấu tạo của các phân tử trong lưỡi dao.

- Mài Lưỡi Dao:

+ Khi mài lưỡi dao, quá trình này liên quan đến việc loại bỏ các phần không cần thiết và tạo ra một bề mặt sắc nhọn mới.

+ Trong quá trình mài, một lượng lớn năng lượng được chuyển vào lưỡi dao để cắt bớt và làm thay đổi cấu trúc của kim loại.

- Nhúng vào Nước Nóng:

+ Khi lưỡi dao được nhúng vào nước nóng, nước nóng chuyển nhiệt độ vào lưỡi dao, làm tăng nhiệt độ của nó.

+ Nếu lưỡi dao được làm từ kim loại dẻo (như thép không gỉ), sự nhảy đột ngột về nhiệt độ có thể làm thay đổi cấu trúc của phân tử kim loại, đặc biệt là quá trình quenching (tạo ra một cấu trúc tinh thể cứng và sắc nhọn).

Phần năng lượng nhận thêm trong cả hai trường hợp này có thể dẫn đến các hiện tượng như:

+ Tăng nhiệt độ của kim loại: Năng lượng chủ yếu được chuyển vào tăng nhiệt độ của lưỡi dao, làm tăng động năng lượng của các phân tử kim loại.

+ Thay đổi cấu trúc của phân tử: Trong trường hợp nhúng vào nước nóng, quá trình làm mát đột ngột có thể làm thay đổi cấu trúc của phân tử kim loại và tạo ra các hiệu ứng như tạo cấu trúc tinh thể cứng.