Cwestiynau enghreifftiol am wres a newidiadau mewn cyflwr

15 Enghraifft o wres a newidiadau mewn cyflwr

Trafodaeth o Broblemau Gwres

1. I godi tymheredd dŵr y môr 1°C, mae angen 3900 Joule o wres . Os yw gwres penodol dŵr y môr yn 3,9 × 10³ ^J /Kg°C, yna màs dŵr y môr yw…

A. 100 kg

B. 10 kg

Tua 1 kg

D. 0,1 kg

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Newid tymheredd ( ΔT ) = 1 ^o C

Gwres (Q) = 3900 Joule

Gwres penodol dŵr y môr (c) = 3,9 x 10³ ^J /Kg°C = 3900 J/Kg°C

Cwestiwn: Màs dŵr y môr (m)

Ateb:

Fformiwla gwres:

Q = mc ΔT

Disgrifiad: Q = gwres, m = màs, c = gwres penodol, ΔT = newid mewn tymheredd

m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1

Felly màs dŵr y môr (m) = 1 cilogram

Yr ateb cywir yw C.

2. Copr gyda màs o 2 kg ar dymheredd o 30°C. Yn derbyn 39.000 J o wres. Os yw gwres penodol copr yn 390 J/kg °C, yna tymheredd terfynol y copr yw...

A. 80°C

B. 50°C

C. 30°C

D. 20°C

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs (m) = 2 kg

Tymheredd cychwynnol (T1 ₎ = 30 ^° C

Gwres a amsugnwyd (Q) = 39.000 Joule

Gwres penodol (c) copr = 390 J/kg ^o C

Cwestiwn: Tymheredd terfynol copr ( _T2 )

Ateb:

Fformiwla gwres:

Q = mc ΔT

Disgrifiad: Q = gwres, m = màs, c = gwres penodol, ΔT = newid mewn tymheredd

Q = mc ΔT = mc ( _T2 – _T1 )

39.000 = (2)( 390)(T2 _– 30)

100 = (2)(1)(T2 _– 30)

100 = (2)(T2 _– 30)

50 = _T2 – 30

T2 = 50 + ₃₀

T2 = 80 _° ^C

Yr ateb cywir yw A.

3. I godi tymheredd 5 kg o ddŵr o 15°C i 40°C, y swm o wres sydd ei angen yw….

(gwres penodol dŵr 4,2 × 10³ ^J /Kg° C)

A. 525.000 J

B. 420.000 J

Tua 150.000 J

D. 21.000 J

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs (m) = 5 kg

Tymheredd cychwynnol (T1 ₎ = 15°C

Tymheredd terfynol (T2 ₎ = 40°C

Gwres penodol dŵr (c) = 4,2 × 10³ ^J /kg° C

Gofynnwyd: Gwres (Q)

Ateb:

Fformiwla Gwres:

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)( 4,2 × 10³ ^J /kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)( 4,2 × 10³ ^J )(25)

Q = 525 x ^10³ J

Q = 525.000 Joule

Yr ateb cywir yw A.

4. Mae 2 kg o ddŵr o dymheredd o 24°C yn cael ei gynhesu i 90°C. Os yw'r gwres penodol yn 4.200 Joules/kg°C, yna'r gwres a dderbynnir gan y dŵr yw...

A. 336.000 Joule

B. 259.200 Joule

C. 554.400 Joule

D. 543.600 Joule

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs y dŵr (m) = 2 kg

Tymheredd cychwynnol (T1 ₎ = 24°C

Tymheredd terfynol (T2 ₎ = 90°C

Gwres penodol dŵr (c) = 4.200 Joules/kg°C

Cwestiwn: Y gwres (Q) a dderbynnir gan ddŵr yw….

Ateb:

Calorïau:

Q = m c ΔT

Q = (2 kg)( 4.200 Joule/kg°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)( 4.200 Joule/kg°C)(66°C)

Q = (132)( 4.200 Joule)

Q = 554.400 Joule

Yr ateb cywir yw C.

5. Mae dŵr gyda màs o 5 gram yn cael ei gynhesu o 10°C i 40°C. Os yw gwres penodol dŵr yn 1 cal/gr°C, y swm o wres sydd ei angen i godi tymheredd y dŵr yw...

A. 100 o galorïau

B. 150 o galorïau

Tua 200 o galorïau

D. 400 o galorïau

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs (m) = 5 gram

Tymheredd cychwynnol (T1 ₎ = 10 ^° C

Tymheredd terfynol (T2 ₎ = 40 ^° C

Gwres penodol dŵr (c) = 1 cal/gr°C

Cwestiwn: Y gwres sydd ei angen i godi tymheredd dŵr

Ateb:

Fformiwla gwres:

Q = mc ΔT

Q = (5 gram)( 1 cal/gr°C)(40 ^° C – 10 ^° C)

Q = (5)( 1 cal)(30)

Q = 150 o galorïau

Yr ateb cywir yw B.

6. Y dargludydd gwres gorau yw...

A. alwminiwm

B. mercwri

C. haearn

D. gwydr

Trafodaeth

Mae a yw deunydd yn dargludo gwres yn dda ai peidio yn dibynnu ar y math o ddeunydd. Gelwir y maint ffisegol sy'n dangos gallu deunydd i ddargludo gwres yn ddargludedd thermol. Po uchaf yw'r dargludedd thermol, y gorau yw gallu'r deunydd i ddargludo gwres.

Isod mae gwerthoedd dargludedd thermol sawl deunydd:

Alwminiwm = 200 J/ms C ^o

Haearn = 40 J/ms C ^o

Mercwri = 8,30 J/ms C ^o

Gwydr = 0,84 J/ms C ^o

Yn seiliedig ar y data uchod, alwminiwm yw'r gwerth dargludedd thermol mwyaf.

Yr ateb cywir yw A.

7. Mae 0,2 kg o ddŵr ar dymheredd o 25 ^o C yn cael ei gynhesu â gwres o 42.000 Joule. Os yw gwres penodol dŵr = 4200 J/kg ^o C, yna tymheredd terfynol y dŵr yw…..

A. 100 ^o C

B. 80 ^o C

C. 75 ^o C

D. 50 ^o C

Trafodaeth

Mynegir pob uned mewn unedau Rhyngwladol ac eithrio unedau tymheredd sy'n dal i ddefnyddio Celsius oherwydd bod gwres yn defnyddio'r uned J/kg ^o C.

Mae'n hysbys bod:

Màs y dŵr (m) = 0,2 kg

Gwres (Q) = 42.000 Joule

Gwres penodol dŵr (c) = 4200 J/kg ^o C

Tymheredd cychwynnol (T1 ₎ = 25 ^° C

Cwestiwn: Tymheredd terfynol ( _T2 )

Ateb:

Fformiwla gwres:

Q = mc ΔT = mc ( _T2 – _T1 )

Disgrifiad o'r fformiwla:

Q = gwres, m = màs, c = gwres penodol, ΔT = newid tymheredd, T1 ₌ tymheredd cychwynnol, T2 ₌ tymheredd terfynol

Tymheredd terfynol y dŵr yw:

Q = mc( _T2 – _T1 )

42.000 = (0,2)(4200)(T2 _– 25)

42.000 = 840 (T2 _– 25)

42.000 = 840 T2 _– 21.000

42.000 + 21.000 = 840 _T²

63.000 = 840 _T²

T2 = 63.000 / ₈₄₀

T2 = ₇₅ ^° C

Yr ateb cywir yw C.

Newidiadau mewn Tymheredd a Newidiadau mewn Ffurf

8. Yn seiliedig ar y graff, faint o wres sydd ei angen ar 5 kg o ddŵr yn y broses o C i D (gwres penodol dŵr = 4.200 J/kg ^o C) yw…

A. 210.000 J

B. 420.000 J

Tua 21.000.000 J

D. 42.000.000 J

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs y dŵr (m) = 5 kg

Gwres penodol dŵr (c) = 4200 J/kg ^o C

Tymheredd cychwynnol (T1 ₎ = 0 ^° C

Tymheredd terfynol (T2 ₎ = 10 ^° C

Newid tymheredd ( ΔT) = 10 ^o C – 0 ^o C = 10 ^o C

Cwestiwn: Gwres wedi'i amsugno (Q)

Ateb:

Fformiwla gwres:

Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg ^o C)( 10 ^o C) = (5)(4200 J)( 10 ) = (50)(4200 J) = 210.000 Joule

Yr ateb cywir yw A.

9. Edrychwch ar y graff ar yr ochr! Y swm o wres sydd ei angen i newid 200 gram o rew ym mhroses A i C, os yw gwres penodol yr iâ yn 2100 J/kg ^o C a gwres uno'r iâ yn 336.000 J/kg yw…..

A. 4.200 Joule

B. 67.200 Joule

C. 71.400 Joule

D. 75.600 Joule

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Rhaid mynegi pob uned yn y System Ryngwladol o Unedau.

Màs yr iâ (m) = 200 gram = 200/1000 cilogram = 0,2 cilogram

Gwres penodol (c) = 2100 J/kg ^o C

Gwres iâ sy'n toddi (L _F ) = 336.000 J/kg

Cwestiwn: Faint o wres sydd ei angen yn y broses o A i C?

Ateb:

Ym mhroses A i B, mae gwres yn cael ei amsugno gan iâ i gynyddu ei dymheredd o -10 ^oC i 0 ^oC.

Cyfrifir faint o wres sy'n cael ei amsugno ym mhroses A i B gan ddefnyddio'r fformiwla gwres:

Q = mc ΔT

Disgrifiad o'r fformiwla: Q = gwres sy'n cael ei amsugno, m = màs yr iâ, c = gwres penodol yr iâ, ΔT = newid tymheredd

Felly faint o wres sy'n cael ei amsugno yw:

Q ₁ = mc ΔT = (0,2)( 2100)(0-(-10) = (0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Joule

Ym mhrosesau B i C, mae gwres yn cael ei amsugno i doddi'r holl iâ yn ddŵr. Yn y broses hon, dim ond newid cyflwr sy'n digwydd, ac nid oes unrhyw newid tymheredd yn digwydd. Mae tymheredd yr iâ a'r dŵr yn aros ar 0 ^° C.

Cyfrifir faint o wres sy'n cael ei amsugno ym mhroses B i C gan ddefnyddio'r fformiwla gwres:

Q2 = m L _F = (0,2 kg)( 336.000 J _/ kg) = 67200 Joule

Swm y gwres sy'n cael ei amsugno yn y broses A i C:

Q = _Q1 + Q2 ₌ 4200 Joule + 67200 Joule = 71400 Joule

Yr ateb cywir yw C.

10. Edrychwch ar y graff canlyniadau arbrofol canlynol!

Os caiff 2 kg o ddŵr ei gynhesu, a bod gwres anwedd dŵr = 2,27 x 10⁶ ^J /kg, bod gwres penodol dŵr = 4.200 J/kg ^o C a bod pwysedd yr aer yn 1 awyrgylch, yna faint o wres sydd ei angen ar gyfer y broses o B i C yw...

A. 3.360 cilojoule

B. 4.540 cilojoule

C. 4.876 cilojoule

D. 5.212 cilojoule

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs y dŵr (m) = 2 kg

Gwres anwedd dŵr (L _V ) = 2,27 x 10 ⁶ J/kg

Gwres penodol dŵr (c) = 4.200 J/kg ^o C

Cwestiwn: Faint o wres sy'n cael ei amsugno ar gyfer y broses o B i C.

Ateb:

Ym mhroses A i B, defnyddir y gwres sy'n cael ei amsugno gan y dŵr i godi tymheredd y dŵr o 60 ^o C i 100 ^o C. Ar bwysedd aer o 1 awyrgylch, tymheredd berwi dŵr yw 100 ^o C ac ar ôl cyrraedd tymheredd o 100 ^o C, nid yw'r dŵr yn profi unrhyw newidiadau tymheredd pellach ond mae'n profi newid o hylif i nwy.

Ym mhrosesau B i C, defnyddir y gwres a amsugnir i anweddu'r holl ddŵr yn nwy. Cyfrifir faint o wres a amsugnir gan ddefnyddio'r fformiwla:

Q = m L _V = (2 kg)(2,27 x 10 ⁶ J/kg) = 4,54 x 10 ⁶ Joule = 4540 x 10 ³ Joule = 4540 kilo Joule

Yr ateb cywir yw B.

11.

Rhowch sylw i'r graff canlynol
Mae iâ gyda màs o 50 gram yn cael ei gynhesu o -5^oC i ddŵr ar dymheredd o 60^oC dŵr. Os yw gwres uno iâ = 80 cal/gram, mae gwres penodol iâ = 0,5 cal/gram ^oC, gwres penodol dŵr = 1 cal/gram ^oC, yna faint o wres sydd ei angen yn ystod y broses o C i D yw….

A. 125 o galorïau
B. 3.000 o galorïau
Tua 4.000 o galorïau
D. 7.125 o galorïau

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:
Màs yr iâ (m es) = 50 gram
Tymheredd yr iâ (T es) = -5 ^oC
Gwres penodol iâ (ces) = 0,5 cal/gram ^oC
Gwres iâ sy'n toddi (L iâ) = 80 cal/gram
Tymheredd y dŵr (dŵr T) = 60 ^oC
Gwres penodol dŵr (c dŵr) = 1 cal/gram ^oC
Cwestiwn: Faint o wres sydd yn y broses C i D
Ateb:

Ym mhroses A i B, mae tymheredd yr iâ yn newid o -5 ^oMae C yn dod yn 0 ^oC
Ym mhroses B i C, mae'r holl iâ yn troi'n ddŵr (mae'r solid yn troi'n hylif). Yn y broses hon, nid yw'r tymheredd yn newid.
Ym mhroses C i D, mae tymheredd y dŵr yn newid o 0 ^oMae C yn dod yn 60 ^oC

Gwres sydd ei angen ym mhroses A i B:
Q = mc ΔT
Q = (m_es)(c_es)(0 – T_es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 o galorïau
Gwres sydd ei angen ym mhroses B i C:
Q = m L
Q = m_es L_es
Q = (50)(80) = 4000 o galorïau
Gwres sydd ei angen ym mhroses C i D:
Q = mc ΔT
Q = (m_aer)(c_aer)(T_aer - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 o galorïau

Gwres sydd ei angen ym mhroses A i D:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 o galorïau

Mae'r awdur yn cyfrifo faint o wres sydd ei angen ar gyfer pob proses i'ch helpu i ddeall sut i ddatrys y math hwn o broblem. Y cwestiwn yw'r gwres sydd ei angen ar gyfer proses C i D.

Yr ateb cywir yw B.

12.

Yn seiliedig ar y graff wrth ymyl nifer y gwres Mae angen 3 kg o iâ ym mhroses ABC yw… (gwres penodol es = 2.100 J/kg^oC, gwres y cyfuniad es = 336.000 J/kg)

A. 630 kJ
B. 819 kJ
C. 1071 kJ
D. 3276 kJ

Trafodaeth

Mae'r graff uchod yn dangos y broses o newid cyflwr iâ i ddŵr.
Yn y broses AB, defnyddir gwres i godi tymheredd yr iâ o -10^oC i 0^oC.
Q = mc (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 Joule = 63 kJ (kj = kilo Joule)
Yn y broses BC, defnyddir gwres i doddi'r holl iâ yn ddŵr. Yn y broses hon, nid yw tymheredd yr iâ yn newid.
Q = m L_F
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 Joule
Y swm o wres sydd ei angen ar gyfer iâ yn y broses ABC yw:
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
Yr ateb cywir yw C.

13.

Rhowch sylw i'r graff gwresogi ar gyfer 500 gram o iâ ar dymheredd o -10^oC isod! Os yw gwres penodol iâ yn 2100 J/kg^oC, gwres penodol dŵr 4.200 J/kg^oC, a gwres asio iâ yw 336.000 J/kg. Faint o wres sydd ei angen ar gyfer proses BCD?

A. 31.500 J
B. 63.000 J
Tua 168.000 J
D. 231.000 J

Trafodaeth
Mynegir màs yr iâ mewn gramau, felly trowch ef i gilogramau (unedau rhyngwladol). 500 gram = 0,5 kg.
Yn y broses BC, defnyddir gwres i doddi'r holl iâ yn ddŵr.
Q = m L_F
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joule
Yn y broses CD, defnyddir gwres i godi tymheredd dŵr o 0^oC i 30^oC
Q = mc (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 Joule
Y swm o wres sydd ei angen ar gyfer iâ yn y broses BCD:
168.000 Joule + 63.000 Joule = 231.000 Joule
Yr ateb cywir yw D.

14.
Edrychwch ar y graff gwresogi ar gyfer 1 kg o iâ isod! Os yw gwres penodol iâ yn 2.100 J/kg^oC, mae gwres uno iâ yn 336.000 J/kg a gwres penodol dŵr yn 4.200 J/kg^oC, yna'r gwres sydd ei angen ym mhroses PQR yw…
A. 10.500 J
B. 21.000 J
Tua 336.000 J
D. 346.500 J
Trafodaeth
Yn y broses PQ, defnyddir gwres i godi tymheredd yr iâ o -5^oC i 0^oC
Q = mc (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 Joule
Yn y broses QR, defnyddir gwres i doddi'r holl iâ yn ddŵr.
Q = m L_F
Q = (1)(336.000) = 336.000 Joule
Y swm o wres sydd ei angen ar gyfer iâ yn y broses PQR yw:
10.500 Joule + 336.000 Joule = 346.500 Joule
Yr ateb cywir yw D.

15. Edrychwch ar y graff gwresogi ar gyfer 1 kg o iâ isod!

Os yw gwres penodol iâ yn 2.100 J/kg ^o C, gwres uno iâ yn 336.000 J/kg a gwres penodol dŵr yn 4.200 J/kg ^o C, yna'r gwres sydd ei angen ym mhroses PQR yw…

A. 10.500 J

B. 21.000 J

Tua 336.000 J

D. 346.500 J

Trafodaeth

Mae'n hysbys bod:

Màs yr iâ = 1 kg

Gwres iâ sy'n toddi (L _F ) = 336.000 J/kg

Gwres penodol iâ (c es) = 2.100 J/kg ^o C

Gwres penodol dŵr (c dŵr) = 4.200 J/kg ^o C

Cwestiwn: Gwres sydd ei angen yn y broses PQR

Ateb:

Yn y broses P i Q, defnyddir gwres i gynyddu tymheredd yr iâ o -5 ^o C i 0 ^o C. Cyfrifir gwres gan ddefnyddio'r fformiwla: Q = mc ΔT, lle mae Q = gwres, m = màs yr iâ, c = gwres penodol yr iâ, ΔT = newid mewn tymheredd o -5 ^o C i 0 ^o C.

Gwres sydd ei angen yn y broses P i Q:

Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Joule

Yn y broses Q i R, defnyddir gwres i doddi'r holl iâ yn ddŵr. Yn y broses hon, nid yw'r tymheredd yn newid. Cyfrifir gwres gan ddefnyddio'r fformiwla: Q = m L _F , lle mae Q = gwres, m = màs yr iâ, L _F = gwres uno'r iâ.

Gwres sydd ei angen yn y broses Q i R:

Q = m L _F = (1)(336.000) = 336.000 Joule

Cyfanswm y calorïau:

10500 + 336.000 = 346.500 Joule

Yr ateb cywir yw D.

Ffynhonnell y cwestiwn:

Cwestiynau Arholiad Cenedlaethol Gwyddoniaeth Ysgol Uwchradd Iau/Ysgol Uwchradd Iau Islamaidd