9. الحرارة، الكتلة، الحرارة النوعية، التغير في درجة الحرارة - مسائل وحلول
1. يتم تسخين رصاص كتلته 2 كجم من 50oC ل100oجيم حرارة نوعية الرصاص هو 130 جول/كجم-1 درجةC-1. كم هل يتم امتصاصه بواسطة الرصاص؟
معروف :
الكتلة (م) = 2 كجم
الحرارة النوعية (c) = 1 3 0 جول/ كجم درجة مئوية
التغير في درجة الحرارة ( ΔT ) = 100 درجة مئوية - 50 درجة مئوية = 50 درجة مئوية
مطلوب: هيت (Q)
الحل:
Q = mc Δ T
Q = الحرارة ، m = الكتلة، c = الحرارة النوعية ، ΔT = التغير في درجة الحرارة
الحرارة التي يمتصها الرصاص:
Q = (2 كجم)(1 3 0 جول.كجم -1 درجة مئوية -1 )(50 درجة مئوية)
Q = (100)(1 3 0)
Q = 1 3000 جول
Q = 1.3 × 10⁴ جول
[irp]
2. الحرارة النوعية للنحاس هي 390 جول/كيلوجرام درجة مئوية ، والتغير في درجة الحرارة هو 40 درجة مئوية. إذا امتص النحاس 40 جول من الحرارة، فما كتلة النحاس؟
معروف :
الحرارة النوعية للنحاس ( c) = 390 جول/كيلوجرام درجة مئوية
التغير في درجة الحرارة ( ΔT ) = 40 درجة مئوية
الحرارة ( Q) = 40 جول
المطلوب: كتلة (م) من النحاس
الحل:
Q = mc Δ T
40 جول = (م)( 390 جول/كجم درجة مئوية )(40 درجة مئوية)
40 = (م)( 390/كجم )(40)
40 = (م)( 390/كجم )(4)
40 = (م)( 1560/كجم )
م = 40 / 1560
m = 0.026 كجم
م = 26 جرام
3. درجة الحرارة الابتدائية لـ 20 غرامًا من الماء هي 30 درجة مئوية. الحرارة النوعية للماء هي 1 سعر حراري/غرام / درجة مئوية . إذا امتص الماء 300 سعر حراري من الحرارة، فما هي درجة حرارته النهائية؟
معروف :
الكتلة (م) = 20 غرام
درجة الحرارة الابتدائية (T 1 ) = 30 درجة مئوية
الحرارة النوعية للماء (c) = 1 سعر حراري / غرام/ درجة مئوية
الحرارة (Q) = 300 سعر حراري
المطلوب: درجة الحرارة النهائية للماء
الحل:
Q = mc ΔT
300 سعر حراري = (20 غرام)( 1 سعر حراري غرام -1 درجة مئوية -1 ) ( T2 -30 )
300 = (20)(1)( T 2 -30)
300 = 20 ( T 2 -30 )
300 = 20 T 2 – 600
300 + 600 = 20T 2
900 = 20T 2
T 2 = 900 / 20
T 2 = 45
التغير في درجة الحرارة هو 45 درجة مئوية - 30 درجة مئوية = 15 درجة مئوية.
[irp]
4. Tالتغير في درجة الحرارة من مياه البحر is 1oC عندما يمتص الماء 3900 جول من الحرارة. الحرارة النوعية لمياه البحر هي 3.9 × 103 J/kجم°م، ما هي كتلة مياه البحر؟
معروف :
التغير في درجة الحرارة ( ΔT ) = 1 درجة مئوية
الحرارة (Q) = 3900 جول
الحرارة النوعية لمياه البحر (c) = 3.9 × 10³ جول / كجم °م = 3900 جول/كجم°م
المطلوب: الكتلة (م)
الحل:
Q = mc Δ T
Q = الحرارة ، m = الكتلة، c = الحرارة النوعية ، ΔT = التغير في درجة الحرارة
m = Q / c Δ T = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 كجم
5. يمتص نحاس كتلته 2 كجم كمية 39,000 جول من الحرارة عند درجة حرارة 30 درجة مئوية. إذا كانت الحرارة النوعية للنحاس 390 جول/كجم درجة مئوية، فما هي درجة الحرارة النهائية للنحاس؟
معروف :
الكتلة (م) = 2 كجم
درجة الحرارة الابتدائية (T1 ) = 30 درجة مئوية
الحرارة (Q) = 39,000 جول
الحرارة النوعية (c) للنحاس = 390 جول/كجم درجة مئوية
المطلوب : درجة الحرارة النهائية ( T2 )
الحل:
Q = mc ΔT
Q = الحرارة ، m = الكتلة، c = الحرارة النوعية ، ΔT = التغير في درجة الحرارة
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
39,000 = (2)( 390)(T 2 – 30)
100 = (2)(1)(T 2 – 30)
100 = (2)(T 2 – 30)
٥٠ = T ٢ – ٣٠
T 2 = 50 + 30
T 2 = 80 درجة مئوية
[irp]
6. تم تسخين 5 كجم من الماء من 15 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية. ما مقدار الحرارة التي امتصها الماء؟ علماً بأن الحرارة النوعية للماء هي 4.2 × 10³ جول /كجم درجة مئوية.
معروف :
الكتلة (م) = 5 كجم
درجة الحرارة الابتدائية (T 1 ) = 15 درجة مئوية
درجة الحرارة النهائية (T2 ) = 40 درجة مئوية
الحرارة النوعية للماء (c) = 4.2 × 10³ جول /كجم°م
مطلوب: هيت (Q)
الحل:
Q = mc ΔT
Q = (5 كجم)( 4.2 × 10 3 جول/كجم°م)(40°م – 15°م)
Q = (5)( 4.2 × 10 3 J)(25)
Q = 525 × 10³ جول
Q = 525,000 جول
7. تم تسخين 2 كجم من الماء من 24 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية. ما مقدار الحرارة التي امتصها الماء؟ علماً بأن الحرارة النوعية للماء هي 4.2 × 10³ جول /كجم درجة مئوية.
معروف :
الكتلة (م) = 2 كجم
درجة الحرارة الابتدائية (T 1 ) = 24 درجة مئوية
درجة الحرارة النهائية (T2 ) = 90 درجة مئوية
الحرارة النوعية للماء (c) = 4,200 جول/كجم°م
مطلوب :: حرارة (Q)
الحل:
Q = m c ΔT
Q = (2 كجم)( 4,200 جول/كجم°م)(90°م – 24°م)
Q = (2 كجم)( 4,200 جول/كجم°م)(66°م)
Q = (132)( 4,200 جول)
Q = 554,400 جول
[irp]
٨. تم تسخين ٥ غرامات من الماء من ١٠ درجات مئوية إلى ٤٠ درجة مئوية. ما مقدار الحرارة التي امتصها الماء؟ علماً بأن الحرارة النوعية للماء هي ١ × ١٠³ كالوري / غرام.درجة مئوية.
معروف :
الكتلة (م) = 5 غرامًا
درجة الحرارة الابتدائية (T1 ) = 10 درجة مئوية
درجة الحرارة النهائية (T2 ) = 40 درجة مئوية
الحرارة النوعية للماء (c) = 1 سعر حراري/ غرام درجة مئوية
مطلوب : حرارة
الحل:
Q = mc ΔT
Q = (5 غرامات)( 1 سعر حراري/غرام درجة مئوية)(40 درجة مئوية - 10 درجة مئوية)
Q = (5)( 1 كالوري )(30)
Q = 150 سعرة حرارية
9. يمتص 0.2 كجم من الماء 42,000 جول من الحرارة عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. الحرارة النوعية للماء هي 4200 جول/كجم درجة مئوية، فما هي درجة الحرارة النهائية للماء؟
معروف :
كتلة الماء (م) = 0.2 كجم
الحرارة (Q) = 42,000 جول
الحرارة النوعية للماء (ج) = 4200 جول/كجم درجة مئوية
درجة الحرارة الابتدائية (T1 ) = 25 درجة مئوية
المطلوب: درجة الحرارة النهائية ( T2 )
الحل:
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
س = ، m = الكتلة، c = حرارة نوعية, ΔT = التغير في درجة الحرارة، T1 = درجة الحرارة الأولية، T2 = درجة الحرارة النهائية
Q = mc (T 2 – T 1 )
42,000 = (0.2)(4200)(T 2 – 25)
42,000 = 840 (T 2 – 25)
42,000 = 840 T 2 – 21,000
42,000 + 21,000 = 840 T 2
63,000 = 840 طن 2
T 2 = 63,000 / 840
T 2 = 75 درجة مئوية
- تحويل مقاييس درجة الحرارة
- التوسع الخطي
- توسيع المنطقة
- توسيع الحجم
- حرارة
- المكافئ الميكانيكي للحرارة
- الحرارة النوعية والسعة الحرارية
- الحرارة الكامنة، حرارة الانصهار، حرارة التبخر
- ترشيد الطاقة لنقل الحرارة
