15 Παραδείγματα Ερωτήσεων για τη Θερμοκρασία και τη Θερμότητα
Βαθμονόμηση θερμομέτρου
1. Το βαθμονομημένο θερμόμετρο X δείχνει -30o στο σημείο πήξης του νερού και 90o στο σημείο βρασμού του νερού. Θερμοκρασία 60oΤο Χ ισούται με …
Α. 20 oC
Β. 45 oC
C. 50 oC
Δ. 75 oC
Ε. 80 oC
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Σημείο πήξης του νερού στο θερμόμετρο X = -30o
Το σημείο βρασμού του νερού στο θερμόμετρο X = 90o
Ερωτηθείς: 60oΧ = ….. oC
Απάντηση:
Στην κλίμακα Φαρενάιτ, το σημείο πήξης του νερού είναι 32 βαθμοί.oF και το σημείο βρασμού του νερού είναι 212oΣΤ. Υπάρχει διαφορά 212 μεταξύ του σημείου πήξης και του σημείου βρασμού του νερούo - 32o = 180o.
Στην κλίμακα Κελσίου το σημείο πήξης του νερού είναι 0oC και το σημείο βρασμού του νερού είναι 100oΓ. Υπάρχει διαφορά 100°C μεταξύ του σημείου πήξης και του σημείου βρασμού του νερού.o - 0o = 100o.
Στην κλίμακα Χ, το σημείο πήξης του νερού είναι -30oX και το σημείο βρασμού του νερού είναι 90oX. Υπάρχει διαφορά 90°C μεταξύ του σημείου πήξης και του σημείου βρασμού του νερούo – (-30o) = 90o + 30o = 120o.
Μετατροπή κλίμακας Χ σε κλίμακα Κελσίου:
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
Επέκταση
2. Μια μεταλλική ράβδος θερμαίνεται σε θερμοκρασία 80°CoΤο μήκος C γίνεται 115 cm. Εάν ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του μετάλλου είναι 3.10-3 oC-1 και η αρχική θερμοκρασία του μετάλλου είναι 30°C.oC, τότε το αρχικό μήκος του μετάλλου είναι….
Α. 100 εκ.
Β. 101,5 εκ.
Γ. 102 εκ.
Δ. 102,5 εκ
Ε. 103 εκ.
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Αρχική θερμοκρασία (T1) = 30oC
Τελική θερμοκρασία (T2) = 80oC
Αλλαγή θερμοκρασίας (ΔT) = 80oΓ - 30oC = 50oC
Ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του μετάλλου (α) = 3.10-3 oC-1
Τελικό μήκος μετάλλου (L) = 115 cm
Ερωτηθείς: Το αρχικό μήκος του μετάλλου (Lo)
Απάντηση:
Τύπος επέκτασης μήκους:
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
3. Μια ορειχάλκινη ράβδος έχει αρχικά μήκος 40 cm. Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 80oΤο μήκος C γίνεται 40,04 cm. Εάν ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του ορείχαλκου είναι 2,0 x 10-5 oC-1 Έτσι, η αρχική θερμοκρασία της ορειχάλκινης ράβδου είναι…
Α. 20 oC
Β. 22 oC
C. 25 oC
Δ. 30 oC
Ε. 50 oC
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Τελική θερμοκρασία (T2) = 80oC
Αρχικό μήκος (Lo) = 40 cm
Τελικό μήκος (Μ) = 40,04 εκ.
Αύξηση μήκους (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του ορείχαλκου (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Ερωτηθείς: Αρχική θερμοκρασία (T1)
Απάντηση:
Τύπος διαστολής μετάλλου:
0,04 = (2,0 x 10-5)(40)(80 – Τ1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – Τ1)
0,04 = 0,0008 (80 – Τ1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 Τ1
0,0008 Τ1 = 0,064 - 0,040
0,0008 Τ1 = 0,024
T1 = 30oC
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
Μεταφορά θερμότητας μέσω αγωγιμότητας
4. Μεταλλικές ράβδοι ίδιου μεγέθους, αλλά κατασκευασμένες από διαφορετικά μέταλλα, ενώνονται όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Εάν η θερμική αγωγιμότητα του μετάλλου I είναι 4 φορές η αγωγιμότητα του μετάλλου II, τότε η θερμοκρασία στην ένωση των δύο μετάλλων είναι…
Α. 450 C
Β. 400 C
C. 350 C
Δ. 300 C
Ε. 250 C
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Ίδιο μέγεθος στελέχους
Θερμική αγωγιμότητα μετάλλου I = 4k
Θερμική αγωγιμότητα μετάλλου II = k
Θερμοκρασία μεταλλικής άκρης I = 500 C
Θερμοκρασία μεταλλικής άκρης II = 00 C
Ερωτηθείς: Θερμοκρασία στη σύνδεση των δύο μετάλλων
Απάντηση:
Ο τύπος για τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας μέσω αγωγιμότητας:
Περιγραφή: Q/t = ρυθμός μεταφοράς θερμότητας, k = θερμική αγωγιμότητα, A = επιφάνεια, T1-T2 = μεταβολή θερμοκρασίας, l = μήκος της ράβδου
Θερμοκρασία στο οριακό επίπεδο P και Q:
Δύο μεταλλικές ράβδοι Α και Β έχουν το ίδιο μέγεθος, επομένως η επιφάνεια (A) και το μήκος (l) των ράβδων εξαλείφονται από την εξίσωση.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
5. Δώστε προσοχή στην ακόλουθη δήλωση!
(1) Αγωγιμότητα μετάλλου
(2) Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των μεταλλικών άκρων
(3) Μήκος μετάλλου
(4) Μεταλλική μάζα
Οι παράγοντες που καθορίζουν τον ρυθμό διάδοσης της θερμότητας στο μέταλλο είναι...
Α. (1), (2) και (3)
Β. (1) και (4)
Γ. (2) και (4)
Δ. (3) και (4)
Ε. (4) μόνο
Συζήτηση
Με βάση τον τύπο για τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας μέσω αγωγιμότητας, οι παράγοντες που καθορίζουν τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας είναι η αγωγιμότητα του μετάλλου (k), η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των άκρων του μετάλλου (T) και το μήκος του μετάλλου (l). Η μάζα του μετάλλου δεν έχει καμία επίδραση.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
6. Δύο ράβδοι PQ ίδιου μεγέθους, αλλά διαφορετικού τύπου μετάλλου, είναι προσαρτημένες όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Εάν ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας P είναι διπλάσιος από τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας Q, τότε η θερμοκρασία στο όριο μεταξύ P και Q είναι...
Α. 84°C
Β. 78°C
Γ. 72°C
Δ. 70°C
Α. 90°C
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Οι ράβδοι PQ έχουν το ίδιο μέγεθος.
Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας μετάλλου P (kP) = 2 χιλ.
Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας μετάλλου Q (kQ) = k
Ερωτηθείς: Θερμοκρασία στο οριακό επίπεδο P και Q
Απάντηση:
Ο τύπος για τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας μέσω αγωγιμότητας:
Περιγραφή: Q/t = ρυθμός μεταφοράς θερμότητας, k = θερμική αγωγιμότητα, A = επιφάνεια, T1-T2 = μεταβολή θερμοκρασίας, l = μήκος της ράβδου
Θερμοκρασία στο οριακό επίπεδο P και Q:
Οι ράβδοι PQ έχουν το ίδιο μέγεθος, επομένως τα A και l εξαλείφονται από την εξίσωση.
Δεν υπάρχει σωστή απάντηση.
Αλλαγή Μορφής
7. 1 κιλό πάγου σε θερμοκρασία 0 oC αναμεμειγμένο με 0,5 kg νερού σε θερμοκρασία 0 oΓ, τότε…
Α. μέρος του νερού παγώνει
Β. μέρος του πάγου λιώνει
Γ. όλοι οι πάγοι λιώνουν
Δ. όλο το νερό παγώνει
Ε. η μάζα του πάγου στο νερό παραμένει σταθερή
Συζήτηση
Η λέξη πάγος υποδηλώνει νερό σε στερεά μορφή, ενώ η λέξη νερό υποδηλώνει νερό σε υγρή μορφή.
Σε θερμοκρασία 0oΟ πάγος υφίσταται μια μεταβολή από στερεά σε υγρή κατάσταση. Για να αλλάξει κατάσταση ο πάγος, πρέπει να απορροφηθεί θερμότητα από τον πάγο. Ο πάγος αναμειγνύεται με νερό, επομένως ο πάγος θα πρέπει να απορροφήσει θερμότητα από το νερό. Ωστόσο, η θερμοκρασία του νερού είναι επίσης 0°C.oC, έτσι ώστε να μην μπορεί να απορροφηθεί θερμότητα από τον πάγο. Έτσι, η μάζα του πάγου στο νερό παραμένει σταθερή.
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.
Μαύρη Αρχή
8. Σε ένα σιδερένιο δοχείο μάζας 200 γραμμαρίων υπάρχουν 100 γραμμάρια λαδιού σε θερμοκρασία 20 oΓ. 50 γραμμάρια σιδήρου σε θερμοκρασία 75°F τοποθετούνται στο δοχείο. oΓ. Εάν η θερμοκρασία του δοχείου αυξηθεί κατά 5oΓ νταν ειδική θερμότητα λάδι = 0,43 θερμίδες/γρ. oC, τότε η ειδική θερμότητα του σιδήρου είναι...
Α. 0,143 θερμίδες/g oC
Β. 0,098 θερμίδες/g oC
Γ. 0,084 θερμίδες/g oC
Δ. 0,075 θερμίδες/g oC
Ε. 0,064 θερμίδες/g oC
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Μάζα σιδερένιου δοχείου (m) = 200 gr
Αρχική θερμοκρασία του σιδερένιου δοχείου (T1) = 20oC
Το λάδι βρίσκεται στο σιδερένιο δοχείο, επομένως η θερμοκρασία του λαδιού = η θερμοκρασία του σιδερένιου δοχείου.
Τελική θερμοκρασία του σιδερένιου δοχείου (T2) = 20oC+5oC = 25oC
Μάζα λαδιού (m) = 100 γραμμάρια
Ειδική θερμότητα λαδιού (c λάδι) = 0,43 cal/g oC
Αρχική θερμοκρασία λαδιού (T1) = 20oC
Το λάδι βρίσκεται στο δοχείο έτσι ώστε το λάδι να βρίσκεται σε θερμική ισορροπία με το σιδερένιο δοχείο. Έτσι, εάν η τελική θερμοκρασία του σιδερένιου δοχείου είναι 25oC τότε η τελική θερμοκρασία του λαδιού είναι 25oC.
Τελική θερμοκρασία λαδιού (T2) = 20oC+5oC = 25oC
Μάζα σιδήρου (m) = 50 γραμμάρια
Αρχική θερμοκρασία σιδήρου (T1) = 75oC
Ο σίδηρος βυθίζεται σε λάδι σε ένα δοχείο, επομένως ο σίδηρος βρίσκεται σε θερμική ισορροπία με το λάδι και το δοχείο. Έτσι, εάν η τελική θερμοκρασία του δοχείου είναι 25oC τότε η τελική θερμοκρασία του σιδήρου είναι 25oC.
Ερωτηθείς: Ειδική θερμότητα σιδήρου (c σίδηρος)
Απάντηση:
Θερμότητα που απελευθερώνεται από το σίδερο:
Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c θερμίδες
Θερμότητα που απορροφάται από το σιδερένιο δοχείο:
Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c θερμίδες
Θερμότητα που απορροφάται από το λάδι:
Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 θερμίδες
Η αρχή του Black ορίζει ότι σε ένα κλειστό, απομονωμένο σύστημα, η θερμότητα που απελευθερώνεται από ένα αντικείμενο υψηλής θερμοκρασίας απορροφάται από ένα αντικείμενο χαμηλής θερμοκρασίας.
Απελευθερωμένο Q = Απορροφημένο Q
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0,143 θερμίδες/g oC
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
9. Ένα ποτήρι που περιέχει 200 γραμμάρια νερού σε θερμοκρασία 20°C γεμίζεται με 50 γραμμάρια πάγου σε θερμοκρασία -2°C. Εάν μεταξύ του νερού και του πάγου συμβεί μόνο ανταλλαγή θερμότητας, μετά την επίτευξη ισορροπίας, θα ληφθούν τα ακόλουθα: (c νερό = 1 cal/gr°C; ces = 0,5 θερμίδες/γρ.°C; L = 80 θερμίδες/γρ.)
Α. όλος ο πάγος λιώνει και η θερμοκρασία είναι πάνω από 0°C
Β. όλος ο πάγος λιώνει και η θερμοκρασία είναι 0°C
Γ. Δεν λιώνει όλος ο πάγος και η θερμοκρασία είναι 0°C
Δ. η θερμοκρασία ολόκληρου του συστήματος είναι κάτω από 0°C
Ε. μέρος του νερού παγώνει και η θερμοκρασία του συστήματος είναι 0°C
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Μάζα νερού (mαέρας) = 200 γραμμάρια
Θερμοκρασία νερού (Tαέρας) = 20oC
Ειδική θερμότητα νερού (cαέρας) = 1 θερμίδα/gr°C
Μάζα πάγου (mes) = 50 γραμμάρια
Θερμοκρασία πάγου (Tes) = -2oC
Ειδική θερμότητα πάγου (ces) = 0,5 θερμίδα/gr°C
Θερμότητα του νερού τήξης (L) = 80 θερμίδες/gr
Απάντηση:
Θερμάνετε για να αυξήσετε τη θερμοκρασία του πάγου από -2oC έως 0oC:
Q = mc ΔT
Q = (50 γραμμάρια)(0,5 θερμίδες/gr°C)(0oΓ – (-2oΝΤΟ))
Q = (50)(0,5 θερμίδες)(2)
Q = 50 θερμίδες
Ζεστάνετε για να λιώσει όλος ο πάγος σε νερό:
Q = m L = (50 γραμμάρια)(80 θερμίδες/γραμμάριο) = 4000 θερμίδες
Ζεστάνετε για να μειώσετε τη θερμοκρασία όλου του νερού από τους 20 βαθμούς.oC έως 0oC:
Q = mc ΔT
Q = (200 γραμμάρια)(1 θερμίδες/gr°C)(0oΓ – (20oΝΤΟ))
Q = (200)(1 θερμίδα)(-20)
Q = -4000 θερμίδες
Ένα θετικό πρόσημο σημαίνει ότι προστίθεται θερμότητα, ένα αρνητικό πρόσημο σημαίνει ότι απελευθερώνεται θερμότητα.
Θερμάνετε για να αυξήσετε τη θερμοκρασία του πάγου στο 0oΤο C είναι 50 θερμίδες και η θερμότητα που απαιτείται για να λιώσει όλος ο πάγος είναι 4000 θερμίδες. Έτσι, η συνολική θερμότητα που απαιτείται για να λιώσει όλος ο πάγος είναι 4050 θερμίδες. Η διαθέσιμη θερμότητα είναι η θερμότητα που απελευθερώνεται από το νερό, η οποία είναι 4000 θερμίδες.
Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η διαθέσιμη θερμότητα δεν είναι αρκετή για να λιώσει όλο τον πάγο σε νερό. Το μεγαλύτερο μέρος του πάγου έχει λιώσει σε νερό, αλλά ένα μικρό μέρος δεν έχει. Αυτό το νερό και ο υπόλοιπος πάγος βρίσκονται σε θερμοκρασία 0°C.oC.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
10. Ένα κομμάτι αλουμινίου βάρους 200 γραμμαρίων σε θερμοκρασία 20oΤο C τοποθετείται σε ένα δοχείο με νερό μάζας 100 γραμμαρίων και θερμοκρασίας 80°C.oΓ. Εάν η ειδική θερμότητα του αλουμινίου είναι γνωστή ότι είναι 0,22 cal/g oC και η ειδική θερμότητα του νερού είναι 1 θερμίδα/g oC, τότε η τελική θερμοκρασία του αλουμινίου είναι κοντά σε…
Α. 20oC
Β. 42oC
C. 62oC
Δ. 80oC
Ε. 100oC
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα αλουμινίου = 200 γραμμάρια
Θερμοκρασία αλουμινίου = 20oC
Μάζα νερού = 100 γραμμάρια
Θερμοκρασία νερού = 80oC
Ειδική θερμότητα αλουμινίου = 0,22 cal/g oC
Ειδική θερμότητα νερού = 1 cal/g oC
Ερωτηθείς : τελική θερμοκρασία αλουμινίου
Jawab :
Το αλουμίνιο βρίσκεται στο νερό, επομένως η τελική θερμοκρασία του αλουμινίου = η τελική θερμοκρασία του νερού.
Η θερμότητα που απελευθερώνεται από το νερό υψηλότερης θερμοκρασίας (Q που απελευθερώνεται) = η θερμότητα που απορροφάται από το αλουμίνιο χαμηλότερης θερμοκρασίας (Q που απορροφάται)
mαέρας c (ΔT) = mαλουμίνιο c (ΔT)
(100)(1)(80 – Τ) = (200)(0,22)(Τ – 20)
(100)(80 – Τ) = (44)(Τ – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
Τ = 62oC
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
11. Ένα νόμισμα με μάζα 50 g σε θερμοκρασία 85 °C βυθίζεται σε 50 g νερού σε θερμοκρασία 29,8 °C (ειδική θερμότητα νερού = 1 cal.g -1 .°C-1 ). Εάν η τελική θερμοκρασία είναι 37 °C και το δοχείο δεν απορροφά θερμότητα, τότε η ειδική θερμότητα του μετάλλου είναι…
Α. 0,15 θερμίδες g -1 .°C-1
Β. 0,30 θερμίδες -1 .°C-1
Γ. 1,50 θερμίδες -1 .°C-1
Δ. 4,8 θερμίδες γρ. -1 .°C-1
Ε. 7,2 θερμίδες -1 .°C-1
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα μετάλλου (mσυνδεθείτε) = 50 γραμμάρια
Θερμοκρασία μετάλλου = 85oC
Μάζα νερού (mαέρας) = 50 γραμμάρια
Θερμοκρασία νερού = 29,8oC
Ειδική θερμότητα νερού (cαέρας) = 1 θερμίδες/g -1 .°C-1
Τελική θερμοκρασία του μείγματος = 37oC
Ερωτηθείς : ειδική θερμότητα μετάλλου (c μέταλλο)
Jawab :
Η θερμότητα που απελευθερώνεται από το μέταλλο υψηλότερης θερμοκρασίας (Q που απελευθερώνεται) = η θερμότητα που απορροφάται από το νερό χαμηλότερης θερμοκρασίας (Q που απορροφάται)
mσυνδεθείτε c (ΔT) = mαέρας c (ΔT)
(50)(γ)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(γ)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 θερμίδες/g -1 .°C-1
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
12. Ένα παγάκι 50 γραμμαρίων στους 0°C βυθίζεται σε 200 γραμμάρια νερού στους 30°C που τοποθετούνται σε ένα ειδικό δοχείο. Υποθέστε ότι το δοχείο δεν απορροφά θερμότητα. Εάν η ειδική θερμότητα του νερού είναι 1 cal.g- 1 ° C -1 και η θερμότητα τήξης του πάγου είναι 80 θερμίδες/γραμμάρια -1, τότε η τελική θερμοκρασία του μείγματος είναι…
Α. 5°C
Β. 8°C
Γ. 11°C
Δ. 14°C
Α. 17°C
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα πάγου (mes) = 50 γραμμάρια
Θερμοκρασία πάγου = 0°C
Μάζα νερού (mαέρας) = 200 γραμμάρια
Θερμοκρασία νερού = 30oC
Ειδική θερμότητα νερού (cαέρας) = 1 θερμίδες/g- 1 ° C -1
Θερμότητα σύντηξης πάγου (Les) = 80 θερμίδες/g -1
Ερωτηθείς : τελική θερμοκρασία του μείγματος
Jawab :
Πρώτη εκτίμηση της τελικής κατάστασης:
Η θερμότητα που απελευθερώνεται από το νερό για να μειώσει τη θερμοκρασία του από 30oC έως 0oC:
Qλεπας = μαέρας cαέρας (ΔΤ) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Η θερμότητα που απαιτείται για να λιώσει όλος ο πάγος:
Qλυώνω = μes Les = (50)(80) = 4000
Η θερμότητα που χρησιμοποιείται για την τήξη όλου του πάγου είναι μόνο 4000, ενώ η ποσότητα θερμότητας που είναι διαθέσιμη είναι 6000. Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η τελική θερμοκρασία του μείγματος είναι πάνω από 0.oC.
Μαύρη Αρχή :
Θερμότητα που απελευθερώνεται από το νερό = θερμότητα για την τήξη όλου του πάγου + θερμότητα για την αύξηση της θερμοκρασίας του παγωμένου νερού
(mαέρας)(ντοαέρας)(ΔT) = (mes)(ΜΕΓΑΛΟes) + (μes)(ντοαέρας)(ΔΤ)
(200)(1)(30-Τ) = (50)(80) + (50)(1)(Τ-0)
(200)(30-Τ) = (50)(80) + (50)(Τ-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
Τ = 2000/250
Τ = 8oC
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
Αλλαγές στην κατάσταση της ύλης
13. Το παρακάτω γράφημα δείχνει τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας (T) και της θερμότητας (Q) που εφαρμόζεται σε 1 γραμμάριο στερεού. Η ποσότητα θερμότητας εξάτμισης του στερεού είναι…
Α. 60 θερμίδες/γραμμάριο
Β. 70 θερμίδες/γραμμάριο
Γ. 80 θερμίδες/γραμμάριο
Δ. 90 θερμίδες/γραμμάριο
Ε. 100 θερμίδες/γραμμάριο
Συζήτηση:
Η θερμότητα εξάτμισης είναι η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται (ή απελευθερώνεται) από 1 γραμμάριο ενός αντικειμένου για να αλλάξει την κατάστασή του από υγρή σε αέρια (ή από αέρια σε υγρή).
Είναι γνωστό :
Θερμότητα που απορροφάται ή απελευθερώνεται: Q = 140 θερμίδες – 60 θερμίδες = 80 θερμίδες
Μάζα στερεού: m = 1 γραμμάριο
Ερωτηθείς :
Θερμότητα ατμού (Lv) στερεά;
Jawab :
Τύπος για τον προσδιορισμό της θερμότητας του ατμού :
Q = m Lv
Περιγραφή: Q = απορροφούμενη ή απελευθερούμενη θερμότητα, m = μάζα της ουσίας, Lv = θερμότητα ατμού
Lv = Q / m
Lv = 80 θερμίδες / 1 γραμμάριο
Lv = 80 θερμίδες/γραμμάριο
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
14. Παρακάτω απεικονίζεται ένα γράφημα θερμότητας έναντι θερμοκρασίας 1 kg ατμού σε κανονική πίεση. Το σημείο βρασμού του νερού είναι 2256 x 103 J/kg και η ειδική θερμότητα του νερού είναι 4,2 x 103 J/kg K, τότε η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη μετάβαση από ατμό σε νερό είναι…
Α. 4,50 × 103 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Β. 5,20 × 103 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Γ. 2,00 × 106 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Δ. 2,26 × 106 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Ε. 4,40 × 106 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Συζήτηση:
Είναι γνωστό :
Θερμότητα με ατμό ή θερμότητα βρασμού (Lv) = 2.256 x 103 J/kg
Ειδική θερμότητα νερού (c) = 4200 J/kg K
Μάζα ατμού (m) = 1 kg
Ερωτηθείς :
Απελευθέρωση θερμότητας (Q);
Jawab :
Q = m Lv
Q = (1 kg)(2.256 x 103 J/kg)
Q = 2256 x 103 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Q = 2,256 x 106 Μονάδα ενέργειας ή έργου
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
15. Η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται για την αύξηση της θερμοκρασίας 2 kg νερού από -2°C oC έως 10 oΤο C είναι… Ειδική θερμότητα νερού = 4.200 J/kg Co, ειδική θερμότητα πάγου = 2.100 J/kg Co, θερμότητα σύντηξης του νερού (LF) = 334.000 J/kg
Α. 760.400 J
Β. 750.000 J
Γύρω στα 668.000 J
Δ. 600.000 J
Ε. 540.000 Ι
Συζήτηση:
Είναι γνωστό :
Μάζα (m) νερού = 2 kg
Αρχική θερμοκρασία (T) = -2 oC
Τελική θερμοκρασία (T) = 10 oC
Ειδική θερμότητα πάγου (c es) = 2100 J/kg Co
Ειδική θερμότητα νερού (c νερό) = 4200 J/kg Co
Θερμότητα σύντηξης του νερού (L)F) = 334.000 J/kg
Ερωτηθείς :
Απορροφούμενη θερμότητα (Q);
Jawab :
Αλλαγή θερμοκρασίας από -2 oC έως 10 oΤο C περνάει από διάφορα στάδια.
Στάδιο 1, η θερμοκρασία του πάγου αυξάνεται από -2 oC έως 0 oC (η αύξηση της θερμοκρασίας του πάγου σταματά στο σημείο πήξης του νερού, το οποίο είναι 0) oC)
Στάδιο 2, όλος ο πάγος λιώνει (η στερεά κατάσταση μεταβαίνει σε υγρή κατάσταση στη θερμοκρασία πήξης του νερού, η οποία είναι 0). oC)
Στάδιο 3, η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται ξανά από το 0 oC έως 10 oC)
Έτσι, από θερμοκρασία -2 oC έως 0 oC, το νερό είναι ακόμα σε στερεά μορφή. Σε θερμοκρασία 0 oC, υπάρχει μια αλλαγή από στερεά σε υγρή κατάσταση. Αφού η στερεά κατάσταση αλλάξει σε υγρή, η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται ξανά από 0 oC έως 10 oC.
Q1 = (m)(c es)(δέλτα T) = (2 kg)(2100 J/kg Co) (0 oΓ – (-2 oΓ)) = (2) (2100 J) (2) = 8400 J
Q2 = (μ)(ΛF) = (2 kg) (334.000 J/kg) = 668.000 J
Q3 = (m)(c νερό)(δέλτα T) = (2 kg)(4200 J/kg Co) (10 oΓ - 0 oΓ)) = (2) (4200 J) (10) = 84000 J
Απορροφούμενη θερμότητα:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 Τζάουλ
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
Πηγή ερώτησης:
Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου
