نمونه سوالات مبحث دما و گرما

۱۵ نمونه سوال دما و گرما

کالیبراسیون دماسنج

۱. دماسنج کالیبره شده X برای نقطه انجماد آب، دمای -۳۰ ^{درجه سانتیگراد} و برای نقطه جوش آب، دمای ۹۰ ^{درجه سانتیگراد را نشان می‌دهد. دمای ۶۰ درجه سانتیگراد} برای X برابر است با ...

الف. ۱۷ ^درجه سانتیگراد

ب. ۳۵ ^درجه سانتیگراد

ج. ۵۵ ^درجه سانتیگراد

د. ۱۵۵ ^درجه سانتیگراد

شرق ۳۲۸ ^درجه سانتیگراد

پمباهاسان

معلوم است که:

نقطه انجماد آب روی دماسنج X = -30 ^درجه

نقطه جوش آب روی دماسنج X = 90 ^درجه

سوال: 60 ^درجه X = ….. ^درجه C

جواب:

در مقیاس فارنهایت، نقطه انجماد آب ۳۲ ^درجه فارنهایت و نقطه جوش آب ۲۱۲ ^درجه فارنهایت است. بین نقطه انجماد و نقطه جوش آب اختلافی معادل ۲۱۲ ^{درجه فارنهایت} تا ۳۲ ^{درجه فارنهایت} وجود دارد که معادل ۱۸۰ ^درجه فارنهایت می‌شود.

در مقیاس سلسیوس، نقطه انجماد آب ۰ ^درجه سانتیگراد و نقطه جوش آب ۱۰۰ درجه سانتیگراد است. ^بین نقطه انجماد و نقطه جوش آب اختلاف ۱۰۰ ^{درجه سانتیگراد} تا ۰ درجه سانتیگراد ^{وجود دارد}.

در مقیاس X، نقطه انجماد آب -30 ^درجه سانتیگراد و نقطه جوش آب 90 ^درجه سانتیگراد است. بین نقطه انجماد و نقطه جوش آب اختلاف 90 ^{درجه سانتیگراد} وجود دارد - (-30 ^{درجه سانتیگراد} ) = 90 درجه ^{سانتیگراد} + 30 ^{درجه سانتیگراد} = 120 ^{درجه سانتیگراد}.

تبدیل مقیاس X به مقیاس سانتیگراد:

جواب صحیح D است.

گسترش

۲. یک میله فلزی تا دمای ۸۰ ^درجه سانتیگراد گرم می‌شود و طول آن ۱۱۵ سانتی‌متر می‌شود. اگر ضریب انبساط خطی فلز ۳.۱۰ ^{-۳ درجه} سانتیگراد ^-۱ و دمای اولیه فلز ۳۰ ^درجه سانتیگراد باشد، طول اولیه فلز ... است.

الف. ۴ سانتی‌متر

ب. ۵ سانتی‌متر

ج. ۸ سانتی‌متر

d.102,5cm

E. 103 سانتی‌متر

پمباهاسان

معلوم است که:

دمای اولیه (T1 ₎ = 30 ^درجه سانتیگراد

دمای نهایی (T2 ₎ = 80 ^درجه سانتیگراد

تغییر دما (ΔT) = ۸۰ ^درجه سانتیگراد – ۳۰ ^درجه سانتیگراد = ۵۰ ^درجه سانتیگراد

ضریب انبساط خطی فلز (α) = 3.10 ^{-3 o} C ^-1

طول نهایی فلز (L) = 115 سانتی‌متر

مورد نظر: طول اولیه فلز (L _o )

جواب:

فرمول انبساط طول:

جواب صحیح الف است.

۳. یک میله برنجی در ابتدا ۴۰ سانتی‌متر طول دارد. وقتی در دمای ۸۰ ^{درجه سانتیگراد گرم می‌شود، طول آن ۴۰.۰۴ سانتی‌متر} می‌شود. اگر ضریب انبساط خطی برنج ۲.۰ x ۱۰-۵ درجه سانتیگراد باشد ^{، دمای} اولیه میله برنجی ... است.

الف. ۱۷ ^درجه سانتیگراد

ب. ۳۵ ^درجه سانتیگراد

ج. ۵۵ ^درجه سانتیگراد

د. ۱۵۵ ^درجه سانتیگراد

شرق ۳۲۸ ^درجه سانتیگراد

پمباهاسان

معلوم است که:

دمای نهایی (T2 ₎ = 80 ^درجه سانتیگراد

طول اولیه (L _o ) = 40 سانتی‌متر

طول نهایی (L) = 40,04 سانتی‌متر

افزایش طول (ΔL) = ۴۰.۰۴ سانتی‌متر – ۴۰ سانتی‌متر = ۰.۰۴ سانتی‌متر

ضریب انبساط خطی برنج (α) = 2,0 x 10 ^{-5 o} C ^-1

سوال: دمای اولیه ( _T1 )

جواب:

فرمول انبساط فلز:

0,04 = (2,0 x 10 ^-5 )(40)(80 – T ₁ )

0,04 = (80 x 10 ^-5 )(80 – T ₁ )

0,04 = 0,0008 (80 – T ₁ )

۰.۰۴ = ۰.۰۶۴ – ۰.۰۰۰۸ تی _۱

۰.۰۰۰۸ تی _۱ = ۰.۰۶۴ – ۰.۰۴۰

۰.۰۰۰۸ تی _۱ = ۰.۰۲۴

تی _۲ = ۲۶۰ ^درجه سانتیگراد

جواب صحیح D است.

انتقال حرارت از طریق رسانش

۴. میله‌های فلزی با اندازه یکسان، اما ساخته شده از فلزات مختلف، مطابق تصویر زیر به هم متصل شده‌اند. اگر رسانایی گرمایی فلز I چهار برابر رسانایی فلز II باشد، آنگاه دما در محل اتصال دو فلز ... است.

A. 45⁰ C

ب. 40 ⁰ ​​​​C

سی. ۳۵ ^درجه سانتیگراد

د. 30 ⁰ درجه سانتیگراد

E. 25 ⁰ درجه سانتیگراد

پمباهاسان

معلوم است که:

اندازه ساقه یکسان

رسانایی حرارتی فلز I = 4k

رسانایی گرمایی فلز II = k

دمای نوک فلزی I = 50 ⁰ C

دمای نوک فلزی II = 0 ⁰ C

سوال: دما در محل اتصال دو فلز

جواب:

فرمول نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش:

_شرح : Q/t = نرخ انتقال حرارت، k = رسانایی حرارتی، A = مساحت سطح، T1 _-T2 = تغییر دما، l = طول میله

دما در صفحه مرزی P و Q:

دو میله فلزی A و B هم اندازه هستند، بنابراین مساحت سطح (A) و طول (l) میله‌ها از معادله حذف می‌شوند.

جواب صحیح B است.

۱۷. به عبارت زیر توجه کنید!

(1) رسانایی فلز

(2) اختلاف دما بین دو انتهای فلز

(3) طول فلز

(4) جرم فلزی

عواملی که میزان انتشار گرما در فلز را تعیین می‌کنند عبارتند از ...

الف. (1)، (2) و (3)

ب. (1) و (4)

ج. (2) و (4)

د. (3) و (4)

ه. فقط (4)

پمباهاسان

بر اساس فرمول نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش، عواملی که نرخ انتقال حرارت را تعیین می‌کنند عبارتند از رسانایی فلز (k)، اختلاف دما بین دو انتهای فلز (T) و طول فلز (l). جرم فلز هیچ تاثیری ندارد.

جواب صحیح الف است.

۶. دو میله PQ با اندازه یکسان، اما جنس‌های مختلف فلز، مطابق شکل زیر به هم متصل شده‌اند. اگر ضریب هدایت حرارتی P دو برابر ضریب هدایت حرارتی Q باشد، آنگاه دما در مرز بین P و Q برابر است با...

الف. ۸۰ درجه سانتی‌گراد

ب. ۵۰ درجه سانتی‌گراد

ج. 72 درجه سانتیگراد

د. 70 درجه سانتیگراد

۶۲۷ درجه سانتیگراد

پمباهاسان

معلوم است که:

میله‌های PQ اندازه یکسانی دارند.

ضریب هدایت حرارتی فلز P (k _P ) = 2k

ضریب هدایت حرارتی فلز Q (k _Q ) = k

سوال: دما در صفحه مرزی P و Q

جواب:

فرمول نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش:

_شرح : Q/t = نرخ انتقال حرارت، k = رسانایی حرارتی، A = مساحت سطح، T1 _-T2 = تغییر دما، l = طول میله

دما در صفحه مرزی P و Q:

میله‌های PQ هم اندازه هستند، بنابراین A و l از معادله حذف می‌شوند.

هیچ جواب درستی وجود ندارد.

تغییر فرم

۷. ۱ کیلوگرم یخ در دمای ۰ ^درجه سانتیگراد با ۰.۵ کیلوگرم آب در دمای ۰ ^درجه سانتیگراد مخلوط می‌شود، سپس...

الف) مقداری از آب یخ می‌زند

ب. مقداری از یخ‌ها آب می‌شوند

ج. تمام یخ‌ها آب می‌شوند

د. تمام آب یخ می‌زند

ه. جرم یخ در آب ثابت می‌ماند

پمباهاسان

کلمه یخ به آب در حالت جامد اشاره دارد، در حالی که کلمه آب به آب در حالت مایع اشاره دارد.

در دمای ۰ ^درجه سانتیگراد، یخ از جامد به مایع تبدیل می‌شود. برای این تغییر حالت، یخ باید گرما جذب کند. یخ با آب مخلوط شده است، بنابراین یخ باید گرما را از آب جذب کند. با این حال، آب نیز در دمای ۰ ^درجه سانتیگراد است، بنابراین هیچ گرمایی نمی‌تواند توسط یخ جذب شود. بنابراین، جرم یخ در آب ثابت می‌ماند.

پاسخ صحیح E است.

اصل سیاه

۸. در یک ظرف آهنی به جرم ۲۰۰ گرم، ۱۰۰ گرم روغن با دمای ۲۰ ^درجه سانتیگراد وجود دارد. در این ظرف، ۵۰ گرم آهن با دمای ۷۵ ^درجه سانتیگراد قرار داده شده است. اگر دمای ظرف ۵ ^درجه سانتیگراد افزایش یابد و گرمای ویژه روغن = ۰.۴۳ کالری بر گرم ^{سانتیگراد} باشد، گرمای ویژه آهن ...

الف. 0,143 کالری بر گرم ^کربن

ب. 0,098 کالری بر گرم ^کربن

ج. 0,084 کالری بر گرم ^درجه سانتیگراد

د. 0,075 کالری بر گرم ^کربن

ه. 0,064 کالری بر گرم ^کربن

پمباهاسان

معلوم است که:

جرم ظرف آهنی (متر) = ۲۰۰ گرم

دمای اولیه ظرف آهنی (T1 ₎ = 20 ^درجه سانتیگراد

روغن در ظرف آهنی قرار دارد، بنابراین دمای روغن = دمای ظرف آهنی.

دمای نهایی ظرف آهنی (T2 ₎ = 20 ^درجه سانتیگراد + 5 ^درجه سانتیگراد = 25 ^درجه سانتیگراد

جرم روغن (m) = 100 گرم

گرمای ویژه روغن (c روغن) = 0,43 کالری بر گرم ^درجه سانتیگراد

دمای اولیه روغن (T1 ₎ = 20 ^درجه سانتیگراد

روغن در یک ظرف قرار دارد به طوری که روغن با ظرف آهنی در تعادل گرمایی است. بنابراین اگر دمای نهایی ظرف آهنی 25 ^درجه سانتیگراد باشد، دمای نهایی روغن نیز 25 ^درجه سانتیگراد است.

دمای نهایی روغن (T2 ₎ = 20 ^درجه سانتیگراد + 5 ^درجه سانتیگراد = 25 ^درجه سانتیگراد

جرم آهن (متر) = 50 گرم

دمای اولیه آهن (T1 ₎ = 75 ^درجه سانتیگراد

آهن در یک ظرف در روغن غوطه‌ور است، بنابراین آهن با روغن و ظرف در تعادل گرمایی است. بنابراین اگر دمای نهایی ظرف 25 ^درجه سانتیگراد باشد، دمای نهایی آهن نیز 25 ^درجه سانتیگراد است.

سوال: گرمای ویژه آهن (c آهن)

جواب:

گرمای آزاد شده توسط آهن:

Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c کالری

گرمای جذب شده توسط ظرف آهنی:

Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c کالری

گرمای جذب شده توسط روغن:

Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 کالری

اصل بلک بیان می‌کند که در یک سیستم بسته و ایزوله، گرمای آزاد شده توسط یک جسم با دمای بالا توسط یک جسم با دمای پایین جذب می‌شود.

Q آزاد شده = Q جذب شده

۲۵۰۰ درجه سانتیگراد = ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد + ۲۱۵

۲۵۰۰ درجه سانتیگراد – ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد = ۲۱۵

۱۵۰۰ درجه سانتیگراد = ۲۱۵

ج = ۲۱۵/۱۵۰۰

c = 0,143 کالری بر گرم ^کربن

جواب صحیح الف است.

۹. لیوانی حاوی ۲۰۰ گرم آب با دمای ۲۰ درجه سانتیگراد با ۵۰ گرم یخ با دمای ۲- درجه سانتیگراد پر شده است. اگر فقط تبادل گرما بین آب و یخ انجام شود، پس از برقراری تعادل، موارد زیر حاصل می‌شود: (c آب = ۱ کالری بر گرم درجه سانتیگراد؛ c _یخ = ۰.۵ کالری بر گرم درجه سانتیگراد؛ L = ۸۰ کالری بر گرم)

الف. تمام یخ‌ها ذوب می‌شوند و دما بالاتر از 0 درجه سانتیگراد است

ب. تمام یخ‌ها ذوب می‌شوند و دما به 0 درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

ج. همه یخ‌ها ذوب نمی‌شوند و دما صفر درجه سانتی‌گراد است.

د. دمای کل سیستم زیر 0 درجه سانتیگراد است

ه. مقداری از آب یخ می‌زند و دمای سیستم به 0 درجه سانتیگراد می‌رسد.

پمباهاسان

معلوم است که:

جرم آب (m3 _آب ) = 200 گرم

دمای آب (T _آب ) = 20 ^درجه سانتیگراد

گرمای ویژه آب (c _آب ) = 1 کالری بر گرم درجه سانتیگراد

جرم یخ ( _m₂es ) = 50 گرم

دمای یخ (Tes ₎ = -2 ^درجه سانتیگراد

گرمای ویژه یخ (c₂es ₎ = 0,5 کالری بر گرم درجه سانتیگراد

گرمای ذوب آب (لیتر) = 80 کالری بر گرم

جواب:

گرما برای افزایش دمای یخ از -2 ^درجه سانتیگراد به 0 ^درجه سانتیگراد:

Q = mc₂ ΔT

Q = (50 گرم)(0,5 کالری بر گرم درجه سانتیگراد)(0 ^درجه سانتیگراد – (-2 ^درجه سانتیگراد))

Q = (50)(0,5 کالری)(2)

Q = ۱۵۰ کالری

حرارت دهید تا تمام یخ‌ها ذوب شوند و به آب تبدیل شوند:

Q = میلی لیتر = (50 گرم) (80 کالری/گرم) = 4000 کالری

حرارت دهید تا دمای کل آب از 20 ^درجه سانتیگراد به 0 ^درجه سانتیگراد کاهش یابد:

Q = mc₂ ΔT

Q = (200 گرم)(1 کالری بر گرم درجه سانتیگراد)(0 ^درجه سانتیگراد – (20 ^درجه سانتیگراد))

Q = (200)(1 کالری)(-20)

Q = -4000 کالری

علامت مثبت به معنای اضافه شدن گرما و علامت منفی به معنای آزاد شدن گرما است.

گرمای لازم برای افزایش دمای یخ تا 0 ^درجه سانتیگراد 50 کالری و گرمای لازم برای ذوب کردن تمام یخ 4000 کالری است. بنابراین، کل گرمای لازم برای ذوب کردن تمام یخ 4050 کالری است. گرمای موجود، گرمای آزاد شده توسط آب است که 4000 کالری است.

می‌توان نتیجه گرفت که گرمای موجود برای ذوب کردن تمام یخ و تبدیل آن به آب کافی نیست. بیشتر یخ ذوب شده و به آب تبدیل شده است، اما بخش کوچکی از آن ذوب نشده است. این آب و یخ باقی مانده در دمای 0 ^درجه سانتیگراد قرار دارند.

جواب صحیح C است.

۱۰. یک تکه آلومینیوم به جرم ۲۰۰ گرم و دمای ۲۰ ^درجه سانتیگراد را در ظرفی از آب به جرم ۱۰۰ گرم و دمای ۸۰ ^درجه سانتیگراد قرار می‌دهیم. اگر گرمای ویژه آلومینیوم ۰.۲۲ کالری بر گرم ^{سانتیگراد} و گرمای ویژه آب ۱ کالری بر گرم سانتیگراد باشد ^، دمای نهایی آلومینیوم نزدیک به...

الف. ۱۰۰ ^درجه سانتیگراد

ب. ۸۰ ^درجه سانتیگراد

۷۵ ^درجه سانتیگراد

د. ۵۰ ^درجه سانتیگراد

ه. ۱۰۰ ^درجه سانتیگراد

پمباهاسان

معلوم است که :

جرم آلومینیوم = ۲۰۰ گرم

دمای آلومینیوم = 20 ^درجه سانتیگراد

جرم آب = ۱۰۰ گرم

دمای آب = ۵۰ ^درجه سانتیگراد

گرمای ویژه آلومینیوم = 0,22 کالری بر گرم درجه ^{سانتیگراد}

گرمای ویژه آب = 1 کالری بر گرم درجه ^{سانتیگراد}

پرسیده شد : دمای نهایی آلومینیوم

پاسخ :

آلومینیوم در آب است، بنابراین دمای نهایی آلومینیوم = دمای نهایی آب.

گرمای آزاد شده توسط آب با دمای بالاتر (Q آزاد شده) = گرمای جذب شده توسط آلومینیوم با دمای پایین تر (Q جذب شده)

متر مکعب _آب (ΔT) = متر مکعب _{آلومینیوم} (ΔT)

(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)

(100)(80 – T) = (44)(T – 20)

۸۰۰۰ – ۱۰۰T = ۴۴T – ۸۸۰

۸۰۰۰ + ۸۸۰ = ۴۴T + ۱۰۰T

۱۱۰ = ۲T

دمای اتاق = ۶۴ ^درجه سانتیگراد

جواب صحیح C است.

۱۱. یک سکه ۵۰ گرمی با دمای ۸۵ درجه سانتیگراد در ۵۰ گرم آب با دمای ۲۹.۸ درجه سانتیگراد (گرمای ویژه آب = ۱ کالری گرم ^-۱ . درجه سانتیگراد ^-۱ ) فرو برده می‌شود. اگر دمای نهایی ۳۷ درجه سانتیگراد باشد و ظرف گرما جذب نکند، گرمای ویژه فلز ... است.

الف. 0,15 کالری بر گرم ^-1 .°C ^-1

ب. 0,30 کالری بر گرم ^-1 .°C ^-1

ج. ۱.۵۰ کالری بر گرم ^-۱ . درجه سانتیگراد ^-۱

د. ۴.۸ کالری بر گرم ^-۱ . درجه سانتیگراد ^-۱

ه. ۷.۲ کالری بر گرم ^-۱ . درجه سانتیگراد ^-۱

پمباهاسان

معلوم است که :

جرم فلز (متر _{مکعب فلز} ) = ۵۰ گرم

دمای فلز = ۸۵ ^درجه سانتیگراد

جرم آب (m3 _آب ) = 50 گرم

دمای آب = ۵۰ ^درجه سانتیگراد

گرمای ویژه آب (c _آب ) = 1 کالری بر گرم ^-1 .°C ^-1

دمای نهایی مخلوط = 37 ^درجه سانتیگراد

سوال : گرمای ویژه فلز (c فلز)

پاسخ :

گرمای آزاد شده توسط فلز با دمای بالاتر (Q آزاد شده) = گرمای جذب شده توسط آب با دمای پایین‌تر (Q جذب شده)

متر _مکعب فلز (ΔT) = متر مکعب _آب (ΔT)

(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)

(ج)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)

۴۸ ج = ۷.۲

c = 0,15 کالری بر گرم ^-1 .°C ^-1

جواب صحیح الف است.

۱۲. یک تکه یخ ۵۰ گرمی با دمای ۰ درجه سانتیگراد در ۲۰۰ گرم آب ۳۰ درجه سانتیگراد که در ظرف مخصوصی قرار دارد، فرو برده می‌شود. فرض کنید ظرف گرما را جذب نمی‌کند. اگر گرمای ویژه آب ۱ کالری بر گرم ^{- ۱} درجه سانتیگراد ^{- ۱} و گرمای ذوب یخ ۸۰ کالری بر گرم ^{- ۱} باشد ، آنگاه دمای نهایی مخلوط ... است.

الف. ۸۰ درجه سانتی‌گراد

ب. ۵۰ درجه سانتی‌گراد

ج. 11 درجه سانتیگراد

د. 14 درجه سانتیگراد

۶۲۷ درجه سانتیگراد

پمباهاسان

معلوم است که :

جرم یخ ( _m₂es ) = 50 گرم

دمای یخ = 0 درجه سانتیگراد

جرم آب (m3 _آب ) = 200 گرم

دمای آب = ۵۰ ^درجه سانتیگراد

گرمای ویژه آب (c _آب ) = 1 کالری گرم ^{– 1} درجه سانتیگراد ^–1

گرمای ذوب یخ (لیتر _یخ ) = 80 کالری بر گرم ^-1

پرسیده شد : دمای نهایی مخلوط

پاسخ :

ابتدا حالت نهایی را تخمین بزنید:

گرمای آزاد شده توسط آب برای کاهش دمای آن از 30 ^درجه سانتیگراد به 0 ^درجه سانتیگراد:

Q _شل = m _آب c _آب (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000

گرمای لازم برای ذوب شدن تمام یخ‌ها:

_مذاب Q = m _es L _es = (50) (80) = 4000

گرمای مورد استفاده برای ذوب کردن تمام یخ تنها ۴۰۰۰ است در حالی که میزان گرمای موجود ۶۰۰۰ است. می‌توان نتیجه گرفت که دمای نهایی مخلوط بالای ۰ ^درجه سانتیگراد است.

اصل سیاه :

گرمای آزاد شده توسط آب = گرمای لازم برای ذوب شدن تمام یخ + گرمای لازم برای افزایش دمای آب یخ

(m₂ _آب )(c₂ _آب )(ΔT) = (m₂es ₎ ( _L₂es ) + ( _m₂es )(c₂ _آب )(ΔT)

(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)

(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)

۶۰۰۰ – ۲۰۰ تن = ۴۰۰۰ + ۵۰ تن – ۰

۶۰۰۰ – ۴۰۰۰ = ۵۰ تن + ۲۰۰ تن

۱۱۰ = ۲T

تی = ۲۰۰۰/۲۵۰

دمای اتاق = ۶۴ ^درجه سانتیگراد

جواب صحیح B است.

تغییرات در حالت ماده

۱۳. نمودار زیر رابطه بین دما (T) و گرمای (Q) اعمال شده به ۱ گرم جامد را نشان می‌دهد. مقدار گرمای تبخیر جامد ...
الف. ۶۰ کالری در هر گرم
ب. ۷۰ کالری در هر گرم
ج. ۸۰ کالری در هر گرم
د. ۹۰ کالری در هر گرم
ه. ۱۰۰ کالری در هر گرم
بحث:گرمای تبخیر، مقدار گرمایی است که توسط ۱ گرم از یک جسم جذب (یا آزاد) می‌شود تا حالت آن از مایع به گاز (یا از گاز به مایع) تغییر کند.
شناخته شده است :
گرمای جذب شده یا آزاد شده: Q = 140 کالری – 60 کالری = 80 کالری
جرم جامد: m = 1 گرم
پرسیده شد :
گرمای بخار (لیتر)_v) جامدات؟
جواب :
فرمول تعیین گرمای بخار :
Q = m³ L_v
شرح: Q = گرمای جذب شده یا آزاد شده، m = جرم ماده، L_v = گرمای بخار
L_v = Q / متر
L_v = ۸۰ کالری / ۱ گرم
L_v = ۸۰ کالری در هر گرم
جواب صحیح C است.

۱۴. در زیر نمودار گرما بر حسب دمای ۱ کیلوگرم بخار در فشار عادی آمده است. نقطه جوش آب ۲۲۵۶ × ۱۰^۱۰ است.³ ژول بر کیلوگرم و گرمای ویژه آب 4,2 × 10 است.³ J/kg K، آنگاه گرمای آزاد شده در تغییر از بخار به آب ... است.
الف. ۹ × ۱۰³ ژول
ب. ۱۸ × ۱۰³ ژول
ج. ۵۲ × ۱۰⁶ ژول
د. ۶۰ × ۱۰⁶ ژول
۸۱ × ۱۰⁶ ژول

بحث:
شناخته شده است :
حرارت بخار یا حرارت جوش (لیتر)_v) = ۲ × ۱۰³ J / kg
گرمای ویژه آب (c) = 4200 ژول بر کیلوگرم کلوین
جرم بخار (متر) = 1 کیلوگرم
پرسیده شد :
گرمای آزاد شده (Q)؟
جواب :
Q = m³ L_v
Q = (1 کیلوگرم)(2.256 x 10)³ ژول/کیلوگرم)
Q = 2256 × 10³ ژول
Q = 2,256 × 10⁶ ژول
جواب صحیح D است.

۱۵. مقدار گرمای جذب شده برای افزایش دمای ۲ کیلوگرم آب از -۲ ^oسی تا ۰ ^oC برابر است با ... گرمای ویژه آب = ۴۲۰۰ ژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد^oگرمای ویژه یخ = ۲۱۰۰ ژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد^o، گرمای همجوشی آب (L)_F) = ۳۳۶۰۰۰ ژول بر کیلوگرم
الف. 760.400 جی
ب. ۱۰۰ ژول
سی. ۲۰۰ ژول
دی. ۴۰۰ جی
ه. 540.000 ژول
بحث:
شناخته شده است :
جرم (متر) آب = ۲ کیلوگرم
دمای اولیه (T) = -2 ^oC
دمای نهایی (T) = 10 ^oC
گرمای ویژه یخ (c₂es) = 2100 ژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد^o
گرمای ویژه آب (c آب) = ۴۲۰۰ ژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد^o
گرمای همجوشی آب (L)_F) = ۳۳۶۰۰۰ ژول بر کیلوگرم
پرسیده شد :
گرمای جذب شده (Q) ?
جواب :
تغییر دما از -2 ^oسی تا ۰ ^oسی مراحل مختلفی را طی می‌کند.
مرحله ۱، دمای یخ از -۲ افزایش می‌یابد ^oسی تا ۰ ^oC (افزایش دمای یخ در نقطه انجماد آب، که 0 است، متوقف می‌شود) ^oC)
مرحله ۲، تمام یخ‌ها ذوب می‌شوند (حالت جامد در دمای نقطه انجماد آب، که ۰ است، به حالت مایع تغییر می‌کند) ^oC)
مرحله ۳، دمای آب دوباره از ۰ افزایش می‌یابد ^oسی تا ۰ ^oC)
بنابراین از دمای -۲ ^oسی تا ۰ ^oC، آب هنوز به شکل جامد است. در دمای 0 ^oC، تغییر از جامد به مایع رخ می‌دهد. پس از تغییر حالت جامد به حالت مایع، دمای آب دوباره از 0 افزایش می‌یابد. ^oسی تا ۰ ^oC.
Q₁ = (m)(c es)(دلتا T) = (2 کیلوگرم)(2100 ژول بر کیلوگرم کربن)^o)(0 ^oج – (-2) ^oج)) = (2) (2100 J) (2) = 8400 J
Q₂ = (متر)(لیتر)_F) = (2 کیلوگرم) (334.000 ژول بر کیلوگرم) = 668.000 ژول
Q₃ = (m)(c آب)(دلتا T) = (2 کیلوگرم)(4200 ژول بر کیلوگرم کربن)^o)(10 ^oج - 0 ^oج)) = (2) (4200 J) (10) = 84000 J
گرمای جذب شده:
کیو = کیو₁ + س₂ + س₃
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 ژول
جواب صحیح الف است.

منبع سوال:

سوالات فیزیک آزمون سراسری برای دبیرستان/هنرستان فنی و حرفه ای