مثال على مشاكل الحرارة

5 أمثلة على مشاكل الحرارة

1. القصدير الذي كتلته 2 كيلوغرام له حرارة نوعية قدرها 130 جول/كغ ^/ درجة مئوية ^. كمية الحرارة التي يمتصها القصدير لرفع درجة حرارته من 50 ^درجة مئوية إلى 100 ^درجة مئوية هي...

مناقشة

من المعروف أن:

الكتلة (م) = 2 كجم

الحرارة النوعية للقصدير (c) = 130 جول/كجم ^/ درجة ^مئوية

التغير في درجة الحرارة (ΔT ) = 100 ^درجة مئوية - 50 ^درجة مئوية = 50 ^درجة مئوية

السؤال: كمية الحرارة (Q) التي يمتصها القصدير

الجواب:

صيغة التسخين:

Q = mc Δ T

الوصف: Q = الحرارة، m = الكتلة، c = الحرارة النوعية، ΔT = التغير في درجة الحرارة

الحرارة التي يمتصها القصدير:

Q = (2 كجم)(130 جول.كجم ^-1 درجة مئوية ^-1 )(50 ^درجة مئوية)

Q = (100)(130)

Q = 13000 جول

Q = 1,3 × ^10³ جول

2. يتعرض النحاس، الذي تبلغ حرارته النوعية 390 جول/كجم ^/ درجة ^مئوية، لتغير في درجة حرارته مقداره 40 ^درجة مئوية. إذا كانت كمية الحرارة التي امتصها النحاس خلال هذا التغير في درجة الحرارة 200 سعر حراري، فإن كتلة النحاس هي...

مناقشة

من المعروف أن:

الحرارة النوعية للنحاس (c) = 390 جول/ ^{كجم درجة} مئوية

التغير في درجة الحرارة (Δ T) = 40 ^درجة مئوية

الحرارة (Q) = 40 جول

السؤال: كتلة (م) النحاس

الجواب:

Q = mc Δ T

40 = (م)( 390 )(40 ^درجة مئوية)

40 = (م)(390 )(40)

40 = (م)( 390 )(4)

40 = (م)( 1560 )

م = 40/1560

م = 0,026 كجم

كتلة النحاس هي 26 جرامًا.

3. ماء كتلته 20 غرامًا حرارته النوعية 1 سعر حراري ^{/ غرام /} درجة ^مئوية، درجة حرارته الابتدائية 30 ^درجة مئوية. احسب التغير في درجة حرارة الماء إذا كانت كمية الحرارة التي امتصها الماء 300 سعر حراري!

مناقشة

من المعروف أن:

الكتلة (م) = 20 غرام

درجة الحرارة الابتدائية (T1 ₎ = 30 ^درجة مئوية

الحرارة النوعية للماء (c) = 1 سعر حراري ^{/ غرام/ درجة مئوية} / درجة ^مئوية

الحرارة (Q) = 300 سعر حراري

سؤال: تغيرات درجة حرارة الماء

الجواب:

Q = mc Δ T

Q = mc (T ₂ – T ₁ )

300 سعر حراري = (20 غرام)( 1 سعر حراري غرام ^{-1 درجة} مئوية ^-1 )(T ₂ – 30 ^درجة مئوية)

300 = (20)(1)(T ₂ – 30)

300 = 20 (T ₂ – 30)

300 = 20 T ₂ – 600

300 + 600 = 20 T ₂

900 = 20 طن ₂

T ₂ = 900 / 20

T ₂ = 45 ^درجة مئوية

تغيرات درجة الحرارة:

Δ T = 45 ^درجة مئوية - 30 ^درجة مئوية

ΔT = 15 ^درجة مئوية

4. كمية الحرارة اللازمة لخفض درجة حرارة 4 كجم من سائل ذي حرارة نوعية 500 جول/كجم.كلفن من 40 ^oتصبح C 20 ^oج هو...
أ. 20 كيلو جول
ب. 30 كيلو جول
ج. 40 كيلو جول
د. 50 كيلو جول
هـ. 60 كيلو جول
مناقشة :
معروف :
الكتلة (م) = 4 كجم
الحرارة النوعية (ج) = 500 جول/كجم كلفن = 500 جول/كجم درجة مئوية^o
التغير في درجة الحرارة (دلتا T) = 40 ^oC - 20 ^oج = 20 درجة مئوية^o
سأل :
الحرارة (Q)
جواب :
صيغة التسخين :
Q = (m)(c)(ΔT)
Q = (4)(500)(20) = 40.000 جول = 40 كيلو جول
كيلو جول = kJ
الإجابة الصحيحة هي ج.

5. يتم تسخين جسم صلب كتلته 2 كجم من درجة حرارة 30^oتصبح C 100^oج، يتطلب 7 × 10 حرارة⁵ جول. الحرارة النوعية للجسم هي...
أ. 400 جول/كجم كلفن
ب. 500 جول/كجم كلفن
ج. 700 جول/كجم كلفن
د. 1000 جول/كجم كلفن
هـ. 5000 جول/كجم كلفن
مناقشة :
معروف :
الكتلة (م) = 2 كجم
الحرارة (Q) = 7 × 10⁵ J = 700.000 J
التغير في درجة الحرارة (دلتا T) = 100 ^oC - 30 ^oج = 70 درجة مئوية^o
سأل :
الحرارة النوعية (ج) ؟
جواب :
ج = Q / m T
ج = 700.000 جول / (2 كجم)(70 درجة مئوية^o) = 700.000 جول / 140 كجم درجة مئوية^o
ج = 5000 جول/كجم درجة مئوية^o
ج = 5000 جول/كجم كلفن
الإجابة الصحيحة هي هـ.