Cho hai quả cầu thép cùng kích cỡ. Một quả cầu nằm yên trên mặt phẳng ngang, còn quả cầu kia treo bên dưới một sợi dây mảnh làm bằng chất cách nhiệt tốt. Trọng tâm của hai quả cầu ở cùng mức ngang lúc bắt đầu thí nghiệm. Truyền cho hai quả cầu một lượng nhiệt bằng nhau. Hỏi nhiệt độ của hai quả cầu có bằng nhau không? Giải thích. (Bỏ qua mọi loại hao phí nhiệt.)
Hình 1.5
Trích đề International Physics Olympiad I (Warsaw, Ba Lan, 1967)
GIẢI
Khi nhận nhiệt lượng, hai quả cầu giãn nở cùng kích cỡ. Đối với quả cầu đang nằm trên mặt phẳng ngang, trọng tâm dịch lên cao hơn so với mặt phẳng ngang, còn đối với quả cầu thứ hai thì trọng tâm hạ thấp xuống. Điều này có nghĩa là một phần nhiệt năng cung cấp được biến đổi thành thế năng của quả cầu thứ nhất, làm cho nhiệt độ của quả cầu thứ nhất thấp hơn nhiệt độ của quả cầu thứ hai.
