Pagsabot sa mga Prinsipyo sa mga Itom
Kon atong isagol ang init ug bugnaw nga tubig sa usa ka bukas nga sudlanan (pananglitan, usa ka balde), ang kainit mobalhin gikan sa init nga tubig ngadto sa bugnaw nga tubig. Tungod kay bukas ang sudlanan, ang ubang kainit mobalhin ngadto sa hangin. Ang sudlanan moinit usab. Ang kainit nga gipagawas sa init nga tubig dili lamang masuhop sa bugnaw nga tubig apan lakip usab sa hangin ug sa sudlanan. Niini nga kaso, ang balde usa ka dili-nahimulag nga sistema.
Kon atong isagol ang init ug bugnaw nga tubig sa usa ka sirado nga termos, ang kainit mobalhin gikan sa init nga tubig ngadto sa bugnaw nga tubig. Ang termos usa ka isolated system , busa walay kainit nga mobalhin ngadto sa hangin o sa termos. Ang kainit nga gipagawas sa init nga tubig masuhop lang sa bugnaw nga tubig hangtod nga ang sagol makaabot sa thermal equilibrium.
Ang prinsipyo ni Black nag-ingon nga sa usa ka isolated closed system, ang kainit nga gipagawas sa usa ka butang nga taas og temperatura = ang kainit nga nasuhop sa usa ka butang nga ubos og temperatura.
Ang batakang pormula ni Black
Qpatay =Qmosuhop
Deskripsyon: Qpatay = kainit nga gipagawas sa usa ka butang nga taas og temperatura, Qmosuhop = kainit nga masuhop sa mga butang nga ubos ang temperatura.
Mga pananglitan sa pangutana sa prinsipyo ni Black
1. Usa ka piraso sa init nga puthaw nga may gibug-aton nga 1 kg ug temperatura nga 100 oC ang gibutang sa usa ka sudlanan nga adunay tubig nga may gibug-aton nga 2 kg ug temperatura nga 20 oC. Unsa ang katapusang temperatura sa sagol? Espesipikong kainit sa puthaw = 450 J/kg Co, espesipikong kainit sa tubig = 4200 J/kg Co.
Panaghisgot:
Nailhan kini :
m nga puthaw = 1 kg, Tiron = 100 oC, m nga tubig = 2 kg, Thangin = 20 oC, c puthaw = 450 J/kg Co, c tubig = 4200 J/kg Co.
Nangutana :
T-mix?
tubag :
Mas taas ang temperatura sa puthaw kaysa tubig busa ang puthaw mopagawas ug kainit, ang tubig mosuhop ug kainit.
(m)(c)(delta T) = (m)(c)(delta T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(450)(100-T) = (8400)(T-20)
45000 – 450T = 8400 T – 168000
45000 + 168000 = 8400 T + 450 T
213000 = 8850 ka tonelada
T = 213000 : 8850
T = 24 oC
Suhu Ang katapusang temperatura sa usa ka sinagol nga init nga puthaw ug bugnaw nga tubig kung pareho silang naa sa thermal equilibrium kay 24 oC.
2. 2015/2016 SMA/MA Physics National Examination Pangutana Numero 20
75 gramos nga tubig sa temperatura nga 0 o C gisagol sa 50 gramos nga tubig aron ang temperatura sa sagol kay 40 o C, busa ang inisyal nga temperatura sa 50 gramos nga tubig kay...
A. 125 ° C
B. 120 o C
C. 110 o C
D. 100 o C
E. 80 o C
Panaghisgot
Nasayran nga:
Misa sa tubig 1 (m1 ) = 75 gramos
Inisyal nga temperatura sa tubig 1 (T 1 ) = 0 o C
Misa sa tubig 2 (m2 ) = 50 gramos
Katapusang temperatura sa sagol (T) = 40 o C
Parehas ra ang mga yunit sa masa busa dili kinahanglan ang pagkakabig.
Gipangita: Inisyal nga temperatura sa tubig 2 (T 2 )
Tubag:
Ang prinsipyo ni Black nag-ingon nga sa usa ka isolated closed system, ang kainit nga gipagawas sa usa ka butang nga taas og temperatura katumbas sa kainit nga nasuhop sa usa ka butang nga ubos og temperatura.
Q gipagawas = Q nasuhop
m1c ( ΔT1 ) = m2c ( ΔT2 )
Ang espesipikong kainit sa tubig parehas busa ang c gitangtang gikan sa ekwasyon.
m1 ( ΔT1 ) = m2 ( ΔT2 )
(75)(40 – 0) = (50)(T 2 – 40)
(75)(40) = (50)(T 2 – 40)
3000 = 50 T 2 – 2000
3000 + 2000 = 50 T 2
5000 = 50 T 2
T2 = 100
Ang saktong tubag kay D.
3. 2015/2016 SMA/MA Physics National Examination Pangutana Numero 20
Usa ka 200 gramo nga metal ang gipainit ngadto sa 120 o C unya gibutang sa 100 gramo nga tubig sa temperatura nga 30 o C. Human sa ekwilibriyo, ang temperatura sa sagol mahimong 60 o C. Kung ang espesipikong kainit sa tubig kay 4200 J.kg -1 o C -1 , nan ang espesipikong kainit sa metal kay...
A. 10,5 J.kg -1o C -1
B. 105 J.kg -1o C -1
C. 150 J.kg -1o C -1
D. 1050 J.kg -1o C -1
E. 1500 J.kg -1o C -1
Panaghisgot
Pag-convert sa mga yunit sa masa gikan sa gramo ngadto sa kilogramo (Internasyonal nga Sistema sa mga Yunit)
Nasayran nga:
Timbang sa metal (m1 ) = 200 gramos = 0,2 kg
Temperatura sa metal (T 1 ) = 120 o C
Misa sa tubig (m2 ) = 100 gramos = 0,1 kg
Temperatura sa tubig (T 2 ) = 30 o C
Katapusang temperatura sa sagol (T) = 60 o C
Espesipikong kainit sa tubig (c 2 ) = 4200 J.kg -1 o C -1
Pangutana: Espesipikong kainit sa metal ( c1 )
Tubag:
Q gipagawas = Q nasuhop
m1 c1 (ΔT1) = m2 c2 (ΔT2)
(0,2)(c 1 )(120 – 60) = (0,1)(4200)(60 – 30)
(0,2)(c 1 )(60) = (0,1)(4200)(30)
12 c 1 = 12600
c1 = 12600 / 12
c1 = 1050
Ang saktong tubag kay D.
4. Mga Pangutana sa 2018 SMA/MA National Exam
Ang 250 ml nga nagbukal nga tubig (100 o C) gibubo sa usa ka kalaha nga adunay 400 ml nga tubig sa temperatura nga 35 o C. Human mahitabo ang thermal equilibrium, ang temperatura sa sagol kay… (specific heat sa tubig 1,0 cal.gr -1 . o C -1 )
Panaghisgot
Nailhan kini:
Temperatura sa init nga tubig = 100 o C
Gidaghanon sa init nga tubig = 250 ml = 0,25 litro = 0,25 dm³ = (0,25)(1000 cm³ ) = 250 cm³
Bugnaw nga temperatura sa tubig = 35 o C
Gidaghanon sa bugnaw nga tubig = 400 ml = 0,4 litro = 0,4 dm3 = (0,4)(1000 cm3 ) = 400 cm3
Espesipikong kainit sa tubig = 1,0 cal.gr -1 .o C -1
Densidad sa tubig = 1 gr/ cm3
Gipangutana: Temperatura sa sagol
Tubag:
Kalkulahin ang masa sa init ug bugnaw nga tubig gamit ang pormula sa densidad:
m = ρ V
m = masa, ρ = densidad, V = gidaghanon
Misa sa init nga tubig: m = ρ V = ( 1 gr/cm 3 )(250 cm 3 ) = 250 gramos
Misa sa bugnaw nga tubig: m = ρ V = ( 1 gr/cm 3 )(400 cm 3 ) = 400 gramos
Kalkulahin ang temperatura sa sagol gamit ang prinsipyo sa pormula ni Black:
Kainit nga masuhop sa bugnaw nga tubig = kainit nga gipagawas sa init nga tubig
mc ΔT = mc ΔT
Ang espesipikong kainit parehas busa kini giwagtang gikan sa ekwasyon.
m ΔT = m ΔT
(400)(T-35) = (250)(100-T)
400T – 14000 = 25000 – 250T
400T + 250T = 25000 + 14000
650T = 39000
T = 39000 / 650
T = 60 ° C
