一道大学热力学物理题

Question

两个绝热杯，分别装等质量的零度水、水和冰（各占一半），在零度环境中，杯中插入温度计，现加入零度少量浓硫酸，假设无热量损失，问温度计水银柱如何变化。（假设冰不会全融）

Answer 1

问题问的是水银柱如何变化,而不仅仅只是水银柱最后的结果
浓硫酸稀释,放热,
1.零度水的温度开始升高,所以水银柱零度开始上升,而后停止
2.而冰水混合物,浓硫酸稀释时(是和水稀释,而不是和冰)放出热时,水的温度会升高,超过零度,然后冰再和水进行热传递,最后才变为零度.
换个角度反证,假设稀释时温度不升高,那同为零度的水和冰就不能进行热传递了
所以第二种,水银柱应该是先升高超过零度,然后再回落为零度

Answer 2

我认为是纯水的杯温度稍高一点。因为0度的水，加入少量浓硫酸，会放热，给水加热；
而冰水杯加浓硫酸虽然也会放热，但冰未完全融化，那部分热量只是提供给一点冰融化，并没有使体系升温（冰水混合物理想状态是0℃）。

所以，理想状态，纯水的温度计读数会高于冰水混合物（前提是温度计够灵敏，能显示出这么小的温度差别）

Answer 3

首先，浓硫酸加入之后放热，然后对于零度水，温度升高，而对于冰水混合物，会使冰吸热融化，然后温度保持不变，依然是冰水混合物（加入大量硫酸放大量热，使冰全部融融情况除外）。所以一个温度计水银柱升高，一个不变。