Voorbeeldvrae oor temperatuur en hitte

15 Voorbeelde van Temperatuur- en Hittevrae

Termometerkalibrasie

1. 'n Gekalibreerde termometer X toon -30 ^°C vir die vriespunt van water en 90 ^°C vir die kookpunt van water. 'n Temperatuur van 60 ^°C vir X is gelyk aan...

A. 20 ^° C

B. 45 ^° C

C. 50 ^° C

D. 75 ^° C

O. 80 ^° C

Bespreking

Dit is bekend dat:

Vriespunt van water op termometer X = -30 ^°C

Die kookpunt van water op termometer X = 90 ^°C

Vraag: 60 ^o X = … ^o C

Antwoord:

Op die Fahrenheit-skaal is die vriespunt van water 32 ^o F en die kookpunt van water is 212 ^o F. Tussen die vriespunt en kookpunt van water is daar 'n verskil van 212 ^o – 32 ^o = 180 ^o.

Op die Celsius-skaal is die vriespunt van water 0 ^oC en die kookpunt van water is 100 ^oC . Tussen die vriespunt en kookpunt van water is daar 'n verskil van 100 ^o – 0 ^o = 100 ^o.

Op die X-skaal is die vriespunt van water -30 ^o X en die kookpunt van water is 90 ^o X. Tussen die vriespunt en kookpunt van water is daar 'n verskil van 90 ^o – (-30 ^o ) = 90 ^o + 30 ^o = 120 ^o.

Skakel X-skaal om na Celsius-skaal:

Die korrekte antwoord is D.

Uitbreiding

2. 'n Metaalstaaf word verhit tot 'n temperatuur van 80 ^o C en die lengte daarvan word 115 cm. As die koëffisiënt van lineêre uitbreiding van die metaal 3.10 ^{-3 o} C ^-1 is en die aanvanklike temperatuur van die metaal 30 ^o C is, dan is die aanvanklike lengte van die metaal….

A. 100 cm

B. 101,5 cm

C. 102 cm

D. 102,5 cm

O. 103 cm

Bespreking

Dit is bekend dat:

Aanvanklike temperatuur (T1 ₎ = 30 ^° C

Finale temperatuur (T2 ₎ = 80 ^° C

Temperatuurverandering (ΔT) = 80 ^° C – 30 ^° C = 50 ^° C

Die koëffisiënt van lineêre uitbreiding van metaal (α) = 3.10 ^{-3 o} C ^-1

Finale lengte van metaal (L) = 115 cm

Gesoek: Aanvanklike lengte van metaal (L _o )

Antwoord:

Lengte-uitbreidingsformule:

Die korrekte antwoord is A.

3. 'n Koperstaaf is aanvanklik 40 cm lank. Wanneer dit verhit word teen 'n temperatuur van 80 ^° C, word die lengte 40,04 cm. As die lineêre uitbreidingskoëffisiënt van koper 2,0 x 10⁻⁶ ^{° C} is ^, dan is die aanvanklike temperatuur van die koperstaaf….

A. 20 ^° C

B. 22 ^° C

C. 25 ^° C

D. 30 ^° C

O. 50 ^° C

Bespreking

Dit is bekend dat:

Finale temperatuur (T2 ₎ = 80 ^° C

Aanvanklike lengte (L _o ) = 40 cm

Finale lengte (L) = 40,04 cm

Toename in lengte (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm

^Die koëffisiënt van lineêre uitbreiding van koper (α) = 2,0 x ^{10⁻⁶ o} C⁻¹

Vraag: Aanvanklike temperatuur ( _T1 )

Antwoord:

Metaaluitbreidingsformule:

0,04 = (2,0 x 10-5 ⁾ (40)(80 – _T1 )

0,04 = (80 x 10-5 ⁾ (80 – _T1 )

0,04 = 0,0008 (80 – _T1 )

0,04 = 0,064 – 0,0008 _T1

0,0008 T1 ₌ 0,064 – 0,040

0,0008 T1 ₌ 0,024

T1 = ₃₀ ^° C

Die korrekte antwoord is D.

Warmte-oordrag deur geleiding

4. Metaalstawe van dieselfde grootte, maar gemaak van verskillende metale, word verbind soos in die prentjie hieronder getoon. As die termiese geleidingsvermoë van metaal I 4 keer die geleidingsvermoë van metaal II is, dan is die temperatuur by die verbinding van die twee metale…

A. 45⁰ C

B. 40 ⁰ ​​​​C

C. 35 ⁰ C

D. 30 ⁰ C

O. 25 ⁰ C

Bespreking

Dit is bekend dat:

Dieselfde stamgrootte

Termiese geleidingsvermoë van metaal I = 4k

Termiese geleidingsvermoë van metaal II = k

Metaalpunttemperatuur I = 50 ⁰ C

Temperatuur van metaalpunt II = 0 ⁰ C

Gevra: Temperatuur by die verbinding van die twee metale

Antwoord:

Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:

Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1 _- T2 ₌ temperatuurverandering, l = lengte van staaf

Temperatuur by die grensvlak P en Q:

Twee metaalstawe A en B is dieselfde grootte, dus word die oppervlakarea (A) en lengte (l) van die stafies uit die vergelyking geëlimineer.

Die korrekte antwoord is B.

5. Gee aandag aan die volgende stelling!

(1) Metaalgeleidingsvermoë

(2) Die temperatuurverskil tussen die metaalpunte

(3) Lengte van metaal

(4) Metaalmassa

Die faktore wat die tempo van hittevoortplanting in metaal bepaal, is...

A. (1), (2) en (3)

B. (1) en (4)

C. (2) en (4)

D. (3) en (4)

Slegs E. (4)

Bespreking

Gebaseer op die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding, is die faktore wat die tempo van hitte-oordrag bepaal die geleidingsvermoë van die metaal (k), die temperatuurverskil tussen die punte van die metaal (T) en die lengte van die metaal (l). Die massa van die metaal het geen effek nie.

Die korrekte antwoord is A.

6. Twee PQ-stawe van dieselfde grootte, maar verskillende soorte metaal, word vasgeheg soos in die figuur hieronder getoon. As die termiese geleidingskoëffisiënt P twee keer die termiese geleidingskoëffisiënt Q is, dan is die temperatuur by die grens tussen P en Q...

A. 84 ° C

B. 78 ° C

C. 72 ° C

D. 70 ° C

Oos 90°C

Bespreking

Dit is bekend dat:

PQ-stawe het dieselfde grootte.

Termiese geleidingskoëffisiënt van metaal P (kP ₎ = 2k

Termiese geleidingskoëffisiënt van metaal Q (k _Q ) = k

Vraag: Temperatuur by die grensvlak P en Q

Antwoord:

Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:

Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1 _- T2 ₌ temperatuurverandering, l = lengte van staaf

Temperatuur by die grensvlak P en Q:

Die stafies PQ is dieselfde grootte, dus word A en l uit die vergelyking uitgeskakel.

Daar is geen regte antwoord nie.

Verandering van Vorm

7. 1 kg ys teen 'n temperatuur van 0 ^o C word gemeng met 0,5 kg water teen 'n temperatuur van 0 ^o C, dan...

A. sommige van die water vries

B. sommige van die ys smelt

C. al die ys smelt

D. al die water vries

E. die massa ys in water bly konstant

Bespreking

Die woord ys dui op water in vaste vorm, terwyl die woord water op water in vloeibare vorm dui.

By 0 ^° C verander ys van 'n vaste stof na 'n vloeistof. Vir hierdie verandering in toestand moet die ys hitte absorbeer. Ys word met water gemeng, dus moet die ys hitte van die water absorbeer. Die water is egter ook by 0 ^° C, dus kan geen hitte deur die ys geabsorbeer word nie. Daarom bly die massa ys in die water konstant.

Die korrekte antwoord is E.

Swart Beginsel

8. In 'n ysterhouer met 'n massa van 200 gram is daar 100 gram olie teen 'n temperatuur van 20 ^o C. In die houer word 50 gram yster teen 'n temperatuur van 75 ^o C ingesit. As die temperatuur van die houer met 5 ^o C styg en die spesifieke warmte van olie = 0,43 kal/g ^o C, dan is die spesifieke warmte van yster...

A. 0,143 kal/g ^o C

B. 0,098 kal/g ^o C

C. 0,084 kal/g ^o C

D. 0,075 kal/g ^o C

E. 0,064 kal/g ^o C

Bespreking

Dit is bekend dat:

Massa van ysterhouer (m) = 200 gr

Aanvanklike temperatuur van die ysterhouer (T1 ₎ = 20 ^° C

Die olie is in die ystervat sodat die temperatuur van die olie = die temperatuur van die ystervat.

Finale temperatuur van die ysterhouer (T2 ) ₌ 20 ^oC + 5 ^oC = 25 ^oC

Massa van olie (m) = 100 gram

Spesifieke warmte van olie (c olie) = 0,43 kal/g ^o C

Aanvanklike olietemperatuur (T1 ₎ = 20 ^° C

Die olie is in 'n houer sodat die olie in termiese ewewig met die ysterhouer is. Dus, as die finale temperatuur van die ysterhouer 25 ^° C is, dan is die finale temperatuur van die olie 25 ^° C.

Finale olietemperatuur (T2 ₎ = 20 ^° C + 5 ^° C = 25 ^° C

Massa van yster (m) = 50 gram

Aanvanklike temperatuur van yster (T1 ₎ = 75 ^° C

Yster word in olie in 'n houer gedompel, dus is die yster in termiese ewewig met die olie en die houer. Dus, as die finale temperatuur van die houer 25 ^° C is, dan is die finale temperatuur van die yster 25 ^° C.

Vraag: Spesifieke warmte van yster (c yster)

Antwoord:

Hitte wat deur yster vrygestel word:

Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c kalorieë

Hitte geabsorbeer deur die ystervat:

Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c kalorieë

Hitte geabsorbeer deur olie:

Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 kalorieë

Black se beginsel bepaal dat in 'n geslote, geïsoleerde stelsel, die hitte wat deur 'n hoëtemperatuurvoorwerp vrygestel word, deur 'n laetemperatuurvoorwerp geabsorbeer word.

Q vrygestel = Q geabsorbeer

2500c = 1000c + 215

2500c – 1000c = 215

1500c = 215

c = 215/1500

c = 0,143 kal/g ^o C

Die korrekte antwoord is A.

9. 'n Glas wat 200 gram water bevat teen 'n temperatuur van 20°C word gevul met 50 gram ys teen 'n temperatuur van -2°C. Indien slegs hitte-uitruiling tussen die water en ys plaasvind, sal die volgende verkry word nadat ewewig plaasgevind het: (c water = 1 kal/gr°C; c _ys = 0,5 kal/gr°C; L = 80 kal/gr)

A. al die ys smelt en die temperatuur is bo 0°C

B. al die ys smelt en die temperatuur is 0°C

C. Nie al die ys smelt nie en die temperatuur is 0°C

D. die temperatuur van die hele stelsel is onder 0°C

E. sommige van die water vries en die stelseltemperatuur is 0°C

Bespreking

Dit is bekend dat:

Massa water (m _water ) = 200 gram

Watertemperatuur (T _water ) = 20 ^° C

Spesifieke warmte van water (c _water ) = 1 kcal/gr°C

Massa van ys (m _es ) = 50 gram

Ystemperatuur (Tes ₎ = -2 ^° C

Spesifieke warmte van ys (c _es ) = 0,5 kal/gr°C

Warmte van smeltwater (L) = 80 kal/gr

Antwoord:

Verhit om die temperatuur van ys van -2 ^° C tot 0 ^° C te verhoog:

Q = mc ΔT

Q = (50 gram)(0,5 kal/gr°C)(0 ^o C – (-2 ^o C))

Q = (50)(0,5 kal)(2)

Q = 50 kalorieë

Verhit om al die ys in water te smelt:

Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalorieë

Verhit om die temperatuur van alle water van 20 ^° C tot 0 ^° C te verlaag:

Q = mc ΔT

Q = (200 gram)(1 kal/gr°C)(0 ^o C – (20 ^o C))

Q = (200)(1 kal)(-20)

Q = -4000 kalorieë

'n Positiewe teken beteken dat hitte bygevoeg word, 'n negatiewe teken beteken dat hitte vrygestel word.

Die hitte wat benodig word om die temperatuur van die ys tot 0 ^° C te verhoog, is 50 kalorieë, en die hitte wat benodig word om al die ys te smelt, is 4 000 kalorieë. Daarom is die totale hitte wat benodig word om al die ys te smelt 4 050 kalorieë. Die beskikbare hitte is die hitte wat deur die water vrygestel word, wat 4 000 kalorieë is.

Daar kan afgelei word dat die beskikbare hitte nie genoeg is om al die ys in water te smelt nie. Meeste van die ys het in water gesmelt, maar 'n klein gedeelte nie. Hierdie water en die oorblywende ys is by 0 ^° C.

Die korrekte antwoord is C.

10. 'n Stuk aluminium met 'n massa van 200 gram en 'n temperatuur van 20 ^oC word in 'n houer met water met 'n massa van 100 gram en 'n temperatuur van 80 oC geplaas. ^As die spesifieke warmte van aluminium 0,22 kal/g oC is ^en die spesifieke warmte van water 1 kal/g oC is ^, dan is die finale temperatuur van die aluminium naby...

A. 20 ^° C

B. 42 ^° C

C. 62 ^° C

D. 80 ^° C

O. 100 ^° C

Bespreking

Dit is bekend dat :

Massa van aluminium = 200 gram

Aluminium temperatuur = 20 ^o C

Massa water = 100 gram

Watertemperatuur = 80 ^° C

Spesifieke warmte van aluminium = 0,22 kal/g ^o C

Spesifieke warmte van water = 1 kcal/g ^o C

Gevra : finale temperatuur van aluminium

Antwoord :

Die aluminium is in die water, dus die finale temperatuur van die aluminium = die finale temperatuur van die water.

Die hitte wat vrygestel word deur die hoër temperatuur water (Q vrygestel) = die hitte wat geabsorbeer word deur die laer temperatuur aluminium (Q geabsorbeer)

m _water c (ΔT) = m _aluminium c (ΔT)

(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)

(100)(80 – T) = (44)(T – 20)

8000 – 100T = 44T – 880

8000 + 880 = 44T + 100T

8880 = 144T

T = 62 ^° C

Die korrekte antwoord is C.

11. 'n Muntstuk van 50 g teen 'n temperatuur van 85 °C word in 50 g water teen 'n temperatuur van 29,8 °C gedoop (spesifieke warmte van water = 1 kal.g ^-1 °C ^-1 ). As die finale temperatuur 37 °C is en die houer nie hitte absorbeer nie, dan is die spesifieke warmte van die metaal...

A. 0,15 kal.g ^-1 .°C ^-1

B. 0,30 kal.g ^-1 .°C ^-1

C. 1,50 kal.g ^-1 .°C ^-1

D. 4,8 kal.g ^-1 .°C ^-1

E. 7,2 kal.g ^-1 .°C ^-1

Bespreking

Dit is bekend dat :

Metaalmassa (m _metaal ) = 50 gram

Metaaltemperatuur = 85 ^° C

Massa water (m _water ) = 50 gram

Watertemperatuur = 29,8 ^° C

Spesifieke warmte van water (c _water ) = 1 kal.g ^-1 .°C ^-1

Finale temperatuur van die mengsel = 37 ^° C

Gevra : spesifieke warmte van metaal (c metaal)

Antwoord :

Die hitte wat vrygestel word deur die hoër temperatuur metaal (Q vrygestel) = die hitte wat geabsorbeer word deur die laer temperatuur water (Q geabsorbeer)

m _metaal c (ΔT) = m _water c (ΔT)

(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)

(c)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)

48c = 7,2

c = 0,15 kal.g ^-1 .°C ^-1

Die korrekte antwoord is A.

12. 'n 50 gram ysblokkie teen 0°C word in 200 gram water teen 30°C gedoop wat in 'n spesiale houer geplaas word. Neem aan dat die houer nie hitte absorbeer nie. As die spesifieke warmte van water 1 kal.g ^{– 1} °C ^–1 is en die smeltwarmte van ys 80 kal.g ^–1 is , dan is die finale temperatuur van die mengsel….

A. 5 ° C

B. 8 ° C

C. 11 ° C

D. 14 ° C

Oos 17°C

Bespreking

Dit is bekend dat :

Massa van ys (m _es ) = 50 gram

Ystemperatuur = 0°C

Massa water (m _water ) = 200 gram

Watertemperatuur = 30 ^° C

Spesifieke warmte van water (c _water ) = 1 kal.g ^{– 1} °C ^–1

Warmte van smeltende ys (L _-ys ) = 80 kal.g ^–1

Gevra : finale temperatuur van die mengsel

Antwoord :

Skat eers die finale toestand:

Die hitte wat deur water vrygestel word om die temperatuur daarvan van 30 ^° C tot 0 ^° C te verlaag:

Q _los = m _water c _water (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000

Die hitte wat benodig word om al die ys te smelt:

Q _smelt = m _es L _es = (50)(80) = 4000

Die hitte wat gebruik word om al die ys te smelt, is slegs 4000, terwyl die hoeveelheid beskikbare hitte 6000 is. Daar kan afgelei word dat die finale temperatuur van die mengsel bo 0 ^o C is.

Swart Beginsel :

Hitte wat deur water vrygestel word = hitte om al die ys te smelt + hitte om die temperatuur van die yswater te verhoog

(m _water )(c _water )(ΔT) = (m _es ) (L _es ) + (m _es )(c _water )(ΔT)

(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)

(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)

6000 – 200T = 4000 + 50T – 0

6000 – 4000 = 50T + 200T

2000 = 250T

T = 2000/250

T = 8 ^° C

Die korrekte antwoord is B.

Veranderinge in die toestand van materie

13. Die grafiek hieronder toon die verband tussen temperatuur (T) en hitte (Q) wat op 1 gram vaste stof toegepas word. Die hoeveelheid verdampingswarmte van die vaste stof is…
A. 60 kalorieë/gram
B. 70 kalorieë/gram
C. 80 kalorieë/gram
D. 90 kalorieë/gram
E. 100 kalorieë/gram
Bespreking:Die verdampingswarmte is die hoeveelheid hitte wat deur 1 gram van 'n voorwerp geabsorbeer (of vrygestel) word om die toestand daarvan van vloeistof na gas (of van gas na vloeistof) te verander.
Is bekend :
Hitte geabsorbeer of vrygestel: Q = 140 kalorieë – 60 kalorieë = 80 kalorieë
Massa van vastestof: m = 1 gram
Gevra :
Stoomhitte (L_v) vaste stowwe?
Jawab :
Formule vir die bepaling van die stoomwarmte :
Q = m⁻⁻¹_v
Beskrywing: Q = hitte geabsorbeer of vrygestel, m = massa van stof, L_v = hitte van stoom
L_v = Q / m
L_v = 80 kalorieë / 1 gram
L_v = 80 kalorieë/gram
Die korrekte antwoord is C.

14. Hieronder is 'n grafiek van hitte teenoor temperatuur van 1 kg stoom teen normale druk. Die kookpunt van water is 2256 x 10³ J/kg en die spesifieke warmte van water is 4,2 x 10³ J/kg K, dan is die hitte wat vrygestel word in die verandering van stoom na water…
A. 4,50 × 10³ Joule
B. 5,20 × 10³ Joule
C. 2,00 × 10⁶ Joule
D. 2,26 × 10⁶ Joule
O. 4,40 × 10⁶ Joule

Bespreking:
Is bekend :
Stoomhitte of kookhitte (L_v) = 2.256 x 10³ J / kg
Spesifieke warmte van water (c) = 4200 J/kg K
Massa stoom (m) = 1 kg
Gevra :
Hitte vrygestel (Q)?
Jawab :
Q = m⁻⁻¹_v
Q = (1 kg)(2.256 x 10³ J/kg)
Q = 2256 x 10³ Joule
Q = 2,256 x 10⁶ Joule
Die korrekte antwoord is D.

15. Die hoeveelheid hitte wat geabsorbeer word om die temperatuur van 2 kg water van -2 te verhoog ^oC tot 10 ^oC is… Spesifieke warmte van water = 4 200 J/kg C^o, spesifieke warmte van ys = 2 100 J/kg C^o, smeltwarmte van water (L_F) = 336 000 J/kg
A. 760.400 J
B. 750.000 J
C. 668.000 J
D. 600.000 J
O. 540.000 J
Bespreking:
Is bekend :
Massa (m) water = 2 kg
Aanvanklike temperatuur (T) = -2 ^oC
Finale temperatuur (T) = 10 ^oC
Spesifieke warmte van ys (c es) = 2100 J/kg C^o
Spesifieke warmte van water (c water) = 4200 J/kg C^o
Smeltingswarmte van water (L)_F) = 336 000 J/kg
Gevra :
Hitte geabsorbeer (Q)?
Jawab :
Temperatuurverandering van -2 ^oC tot 10 ^oC gaan deur verskeie stadiums.
Stadium 1, die ystemperatuur styg van -2 ^oC tot 0 ^oC (die toename in ystemperatuur stop by die vriespunt van water, wat 0 is) ^oC)
Stadium 2, al die ys smelt (die vaste toestand verander na die vloeibare toestand by die vriespunttemperatuur van water, wat 0 is) ^oC)
Fase 3, die watertemperatuur styg weer vanaf 0 ^oC tot 10 ^oC)
So vanaf 'n temperatuur van -2 ^oC tot 0 ^oC, water is steeds in vaste vorm. By temperatuur 0 ^oC, is daar 'n verandering van vastestof na vloeistof. Nadat die vaste toestand na vloeibare toestand verander het, styg die watertemperatuur weer vanaf 0 ^oC tot 10 ^oC.
Q₁ = (m)(c es)(delta T) = (2 kg)(2100 J/kg C^o) (0 ^oC – (-2 ^oC)) = (2)(2100 J)(2) = 8400 J
Q₂ = (m)(L_F) = (2 kg)(334 000 J/kg) = 668 000 J
Q₃ = (m)(c water)(delta T) = (2 kg)(4200 J/kg C^o) (10 ^oC - 0 ^oC)) = (2)(4200 J)(10) = 84000 J
Hitte geabsorbeer:
Q = Q₁ + V₂ + V₃
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 Joule
Die korrekte antwoord is A.

Vraagbron:

Nasionale Eksamen Fisika Vrae vir Senior Hoërskool/Beroeps Hoërskool