Foarbyldfragen fan it Swarte Prinsipe

15 Foarbylden fan Black's Principle Questions

1. Iis mei in massa fan 0,2 kg wurdt mingd mei waarme tee mei in massa fan 0,2 kg. De temperatuer fan it iis = – 10 ^o C, de temperatuer fan 'e waarme tee = 40 ^o C. De spesifike waarmte fan iis = 2100 J/kg C ^o , de spesifike waarmte fan wetter = 4200 J/kg C ^o , de smeltewaarmte fan wetter = 334.000 J/kg. As it iis en de waarme tee yn in isolearre sletten systeem mingd wurde, bepaal dan de eintemperatuer fan it mingsel.

Diskusje
It is bekend :
Massa fan iis (m es) = 0,2 kg
Massa fan waarm teewetter (m tee) = 0,2 kg
Spesifike waarmte fan wetter (c wetter) = 4180 J/kg C^o
Spesifike waarmte fan iis (c es) = 2100 J/kg C^o
Waarmte fan wettersmelting (L)_f wetter) = 334.000 J/kg
Iistemperatuer (T es) = -10^oC
Waarm teewettertemperatuer (T tee) = 40^oC
frege : eintemperatuer fan it mingsel (T-mingsel)?
Jawab :
Earste stap, skatte de definitive steat.
De waarmte dy't troch wetter frijjûn wurde moat om de temperatuer fan 0,2 kg waarme tee fan 40 te ferleegjen^oC oant 0^oC:
De waarmte dy't troch 0,2 kg iis opnommen wurdt om de temperatuer fan -10 te ferheegjen^oC oant 0^oC:
Waarmte opnommen om 0,2 kg iis te smelten (waarmte nedich om al it iis yn wetter te feroarjen):
Op basis fan de boppesteande berekkeningen waarden de folgjende resultaten krigen:
Q frijlitten = 33,444 kJ
Q ûntfongen = 4,2 kJ
Q smelten = 66,8 kJ

As waarme tee 33,44 kJ waarmte frijkomt, feroaret de temperatuer fan 'e waarme tee fan 40 °C nei 0 °C. In part fan 'e frijkommende waarmte (sawat 4,2 kJ) wurdt brûkt om de temperatuer fan it iis te ferheegjen fan -10 °C ^nei 0 °C ^. 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. Om al it iis yn wetter te smelten, is 66,8 kJ waarmte nedich. De oerbleaune waarmte is 29,24 kJ.

It kin konkludearre wurde dat de waarmte dy't frijkomt troch de waarme tee allinich brûkt wurdt om de temperatuer fan it iis te ferheegjen fan -10 ^° C nei 0 ^° C en om in part fan it iis te smelten. In part fan it iis is yn wetter feroare, wylst in part net. Tidens it proses fan feroaring fan fêst nei floeistof feroaret de temperatuer net. Dêrom is de eintemperatuer fan it mingsel 0 ^° C.

2. Massa fan waarme tee = 0,4 kg, massa fan iis = 0,2 kg, temperatuer fan iisblokjes = -10^oC, waarme teetemperatuer = 90^oC. As beide mingd wurde, wat is dan de eintemperatuer fan it mingsel?
Diskusje
Earste stap: skatte de definitive steat
De waarmte dy't troch wetter frijjûn wurde moat om de temperatuer fan 0,4 kg hjit teewetter fan 90 te ferleegjen^oC oant 0^oC:
De waarmte dy't 0,2 kg iis ûntfangt om de temperatuer te ferheegjen fan -10^oC oant 0^oC:
De waarmte dy't nedich is om 0,2 kg iis te smelten (de waarmte dy't nedich is om al it iis yn wetter te feroarjen):
Op basis fan de boppesteande berekkeningen waarden de folgjende resultaten krigen:
Q frijlitten = 150,48 kJ
Q ûntfongen = 4,2 kJ
Q smelten = 66,8 kJ
As waarme tee 150,48 kJ waarmte frijkomt, feroaret de temperatuer fan 'e waarme tee fan 90 °C nei 0 °C. In part fan 'e frijkommende waarmte (4,2 J) wurdt brûkt om de temperatuer fan it iis te ferheegjen fan -10 °C nei 0 °C. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. De oerbleaune waarmte = 146,28 kJ.
De waarmte dy't nedich is om al it iis yn wetter te smelten is mar 66,8 kJ. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. Hjitte tee hoecht net al syn waarmte frij te jaan oant syn temperatuer sakket nei 0.^oC. Ta beslút, de eintemperatuer fan it mingsel moat grutter wêze as 0^oC.

Twadde stap: bepale de eintemperatuer (T)
De waarmte dy't nedich is om de temperatuer fan iis fan -10 te ferheegjen^oC oant 0^oC is 4200 J.
De waarmte dy't nedich is om al it iis yn wetter te smelten (latinte waarmte) = 66.800 J
De waarmte dy't nedich is om de temperatuer fan wetter (wetter dat ûntstiet troch it smelten fan al it iis) fan 0 te ferheegjen^oC oant T^oC = (massa fan iis)(spesifike waarmte fan wetter)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
De waarmte dy't frijkomt troch waarme tee om de temperatuer te ferleegjen fan 90 °C nei T = (tichtens fan wetter)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T

 

3. 60 gram wetter by in temperatuer fan 90 ^o C (spesifike waarmte fan wetter = 1 kal.g ^-1 . ^o C ^-1 ) wurdt mingd mei 40 gram ferlykber wetter by in temperatuer fan 25 ^o C. As der gjin oare faktoaren binne dy't dit proses beynfloedzje, dan is de eintemperatuer fan it mingsel...

A. 15,4 ^oC
B. 23,0 ^oC
C. 46,0 ^oC
D. 64,0 ^oC
E. 77,0 ^oC

Diskusje
It is bekend :
Massa wetter 1 (m₁) = 60 gram
Wettertemperatuer 1 (T₁) = 90^oC
Massa wetter 2 (m₂) = 40 gram
Wettertemperatuer 2 (T₂) = 25^oC
Spesifike waarmte wetter (c) = 1 kal.g^-1.^oC^-1
frege : suhu definitive miks
Jawab :
Waarmte frijjûn troch wetter mei hege temperatuer (Q frijjûn) = waarmte opnommen troch wetter mei lege temperatuer (Q opnommen)
m₁ c (ΔT) = m₂ c (ΔT)
(60)(1)(90 – T) = (40)(1)(T – 25)
(60)(90 – T) = (40)(T – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100T
T = 6400/100
T = 64^oC
It goede antwurd is D.

4. In stik aluminium hat in massa fan 500 gram en hat in temperatuer fan 30 ^oC wurdt yn in bak mei wetter pleatst mei in massa fan 200 gram en in temperatuer fan 90 ^oC. As de spesifike waarmte fan aluminium bekend is as 0,22 kal/g C^o en de spesifike waarmte fan wetter is 1 kcal/g C^o, dan is de eintemperatuer fan wetter en aluminium ...
A. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
E. 100 ^oC
Diskusje:
De ienheid fan massa, gram (g), hoecht net omrekkene te wurden nei kilogram (kg), om't de spesifike waarmte fan aluminium en de spesifike waarmte fan wetter útdrukt wurde yn cal/g C.^o.
It is bekend :
m aluminium = 500 gram
c aluminium = 0,22 kal/gC^o
T aluminium = 30 ^oC
m wetter = 200 gram
c wetter = 1 kal/gC^o
T wetter = 90 ^oC
frege :
Eintemperatuer (T) fan wetter en aluminium?
Jawab :

Waarmteformule : Q = (m)(c)(delta T)

Q wetter = = (200 gram)(1 kal/gC^o) (90 ^oC – T)
Q aluminium = (500 gram) (0,22 kal/gC^o)(T– 30 ^oC)

De basisformule fan Swart : Q _frijlitten = Q _opnommen

Wetter hat in hegere begjintemperatuer (90 ^oC) sadat wetter waarmte frijlit, aluminium hat in legere begjintemperatuer (30 ^oC) sadat aluminium waarmte opnimt. De eintemperatuer fan it mingsel fan wetter en aluminium moat leger wêze as de begjintemperatuer fan it wetter en heger as de begjintemperatuer fan it aluminium.
(200 gram) (1 kal/gC^o) (90 ^oC – T) = (500 gram)(0,22 kal/g C^o)(T– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-T) = (110)(T-30)
18000 – 200 T = 110 T – 3300
18000 + 3300 = 110 T + 200 T
21300 = 310 T
T = 68,7 ^oC
De eintemperatuer fan 'e kombinaasje fan wetter en aluminium is 68,7 ^oC.
It goede antwurd is C.

5. In stik metaal mei in massa fan 300 gram by in temperatuer fan 80 ^oC ûnderdompele yn 200 gram wetter op 40 ^oC. Spesifike waarmte fan wetter = 1 kal/g C^oAs de eintemperatuer fan it mingsel fan metaal en wetter 50 is^o C en de kontener gjin waarmte opnimt, dan is de spesifike waarmte fan it metaal ...
A. 0,15 kal/g C^o
B. 0,22 kal/g C^o
C. 1,50 kal/g C^o
D. 4,8 kal/g C^o
E. 7,2 kal/g C^o
Diskusje:
It is bekend :
m metaal = 300 gram
T metaal = 80 ^oC
m wetter = 200 gram
T wetter = 40 ^oC
c wetter = 1 kal/g C^o
T einmingsel fan metaal en wetter = 50 ^oC
frege :
c metaal?
Jawab :
Q metaal = (m)(c)(deltaT) = (300 gram)(c metaal)(80^oC - 50^oC) = (300 gram)(c metaal)(30 C^o)
Q wetter = (m)(c)(delta T) = (200 gram)(1 kal/g C^o) (60^oC - 50^oC) = (200 gram)(1 kal/g C^o)(10 C^o)

De basisformule fan Swart : Q _frijlitten = Q _opnommen

It metaal hat in hegere begjintemperatuer (80 ^oC) sadat it metaal waarmte frijlit, hat it wetter in legere begjintemperatuer (40 ^oC) sadat it wetter waarmte opnimt.
(300 gram)(c metaal)(30 C^o) = (200 gram)(1 kal/g C^o)(10 C^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000c = 2000
c = 2000 / 9000
c = 0,22 kal/g C^o
De spesifike waarmte fan metaal is 0,22 cal/g C^o.
It goede antwurd is B.

6. Twa identike ballen hawwe deselde temperatuer fan 40 ^oC, de twa ballen hawwe massa's fan respektivelik 10 gram en 40 gram. Beide ballen wurde yn in floeistof pleatst, sadat de temperatuer fan beide ballen omheech giet nei 60^oC. As de spesifike waarmte fan 'e bal 2 kal/gr C is^o en 1 kaloarie = 4,2 Joules, dan is it ferskil yn waarmte dy't troch elke bal opnommen wurdt...
In. 5,04 x 10³ Joule
B. 7,50 x 10³ Joule
C. 10,6 x 10³ Joule
D. 40 x 10³ Joule
E. 42 x 10³ Joule
Diskusje:
It is bekend :
m₁ = 10 gram
m₂ = 40 gram
T₁ =T₂ = 40 ^oC
T _ein = 60 ^oC
c bal = 2 kal/gr C^o
frege :
Wat is it ferskil yn waarmte dy't troch elke bal opnommen wurdt?
Jawab :
De temperatuer fan beide ballen nimt ta, om't beide ballen waarmte opnimme moatte.
Q₁ = (10 gr)(2 kal/gr C^o) (60^oC-40^oC) = (10 gr)(2 kal/gr C^o)(20 C^o) = 400 cal = (400)(4,2 J) = 1680 Joule
Q₂ = (40 gr)(2 kal/gr C^o) (60^oC-40^oC) = (40 gr)(2 kal/gr C^o)(20 C^o) = 1600 cal = (1600)(4,2 J) = 6720 Joule
It ferskil yn waarmte dy't troch elke bal opnommen wurdt:
6720 J - 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
It goede antwurd is A.

7. Wetter mei in massa fan 200 gram by in temperatuer fan 30 °C wurdt mingd mei siedend wetter mei in massa fan 100 gram en in temperatuer fan 90 °C. (Spesifike waarmte fan wetter = 1 kal.gram ^-1 °C ^-1 ). De temperatuer fan it mingde wetter op it momint fan termysk lykwicht is….

A. 10°C

B. 30°C

C. 50°C

D. 75°C

E. 150°C

Diskusje

It is bekend dat :

Massa wetter² (m² ₎ = 200 gram

Wettertemperatuer 1 (T1 ₎ = 30 ^° C

Massa wetter² (m² ₎ = 100 gram

Wettertemperatuer 2 (T2 ₎ = 90 ^° C

Spesifike waarmte fan wetter (c) = 1 kal.gram ⁻¹ °C ⁻¹

Fraach : definitive temperatuer fan it mingsel

Antwurd :

Waarmte frijjûn troch wetter mei hege temperatuer (Q frijjûn) = waarmte opnommen troch wetter mei lege temperatuer (Q opnommen)

It goede antwurd is C.

8. 60 gram wetter by in temperatuer fan 90 ^o C (spesifike waarmte fan wetter = 1 kal.g ^-1 . ^o C ^-1 ) wurdt mingd mei 40 gram ferlykber wetter by in temperatuer fan 25 ^o C. As der gjin oare faktoaren binne dy't dit proses beynfloedzje, dan is de eintemperatuer fan it mingsel...

A. 15,4 ^o C

B. 23,0 ^° C

C. 46,0 ^° C

D. 64,0 ^° C

E. 77,0 ^° C

Diskusje

It is bekend dat :

Massa wetter² (m² ₎ = 60 gram

Wettertemperatuer 1 (T1 ₎ = 90 ^° C

Massa wetter² (m² ₎ = 40 gram

Wettertemperatuer 2 (T2 ₎ = 25 ^° C

^{Spesifike waarmte fan wetter (} c) = 1 ^kal.g⁻¹ . ^o C⁻¹

Fraach : definitive temperatuer fan it mingsel

Antwurd :

Waarmte frijjûn troch wetter mei hege temperatuer (Q frijjûn) = waarmte opnommen troch wetter mei lege temperatuer (Q opnommen)

It goede antwurd is D.

9. Iis mei in massa fan M gram by in temperatuer fan 0 ^oC wurdt yn wetter pleatst mei in massa fan 340 gram by in temperatuer fan 20 ^oC , dat yn in spesjaal skip pleatst wurdt. Nim oan dat it skip gjin waarmte opnimt/frijlit. As L _iis = 80 kal g ^-1 , c _wetter = 1 kal g ^{-1 oC -1} , al it iis smelt en termysk lykwicht berikt wurdt by in temperatuer fan 5 ^oC , dan is de massa iis (M)...

A. 60 gram

B. 68 gram

C. 75 gram

D. 80 gram

E. 170 gram

Diskusje

It is bekend dat :

Massa wetter (m) = 340 gram

Iistemperatuer (T _es ) = 0 ^° C

Wettertemperatuer (T _wetter ) = 20 ^° C

Termysk lykwichtstemperatuer (T) = 5 ^° C

Waarmte fan smeltend iis (L _iis ) = 80 kal g ^-1

Spesifike waarmte fan wetter (c ^wetter ₎ = 1 kcal ^{g⁻¹ o} C⁻¹

Fraach : Massa fan iis (M)

Antwurd :

It prinsipe fan Black stelt dat yn in isolearre sletten systeem de waarmte dy't frijkomt troch in objekt mei hege temperatuer gelyk is oan de waarmte dy't opnommen wurdt troch in objekt mei lege temperatuer.

Waarmte frijjûn troch wetter (Q frijjûn) = waarmte opnommen troch iis (Q opnommen)

It goede antwurd is A.

Catatan:

As oanjûn wurdt dat iis in temperatuer fan 0 ^o hat , dan is it wetter noch yn fêste foarm. As oanjûn wurdt dat wetter in temperatuer fan 0 ^oC hat , dan is it wetter yn floeibere foarm. Ferskil it gebrûk fan 'e wurden iis en wetter. Omdat it wetter noch yn fêste foarm of iis is, wurdt de opnommen waarmte earst brûkt om al it iis yn wetter te smelten, dêrom wurdt oan 'e rjochterkant fan 'e fergeliking hjirboppe in formule tafoege om de hoemannichte waarmte te berekkenjen dy't nedich is om it iis te smelten (ms _L es ₎ . Nei't al it iis yn wetter smelt, wurdt ekstra waarmte brûkt om de temperatuer fan it iis te ferheegjen fan 0 ^oC nei 5 ^oC.

10. Kopermetaal by in temperatuer fan 100 ^o C wurdt yn wetter pleatst mei in massa fan 128 gram en in temperatuer fan 30 ^o C. De spesifike waarmte fan wetter is 1 kal.g ^-1o C ^-1 en de spesifike waarmte fan koper is 0,1 kal.g ^-1o C ^-1 . As termysk lykwicht foarkomt by in temperatuer fan 36 ^o C, dan is de massa fan it metaal….

A. 140 gram

B. 120 gram

C. 100 gram

D. 80 gram

E. 75 gram

Diskusje

It is bekend dat:

Kopertemperatuer (T1 ₎ = 100 ^° C

Spesifike waarmte fan koper (c1 ₎ = 0,1 kal.g ^-1o C ^-1

Massa wetter (m² ₎ = 128 gram

Wettertemperatuer (T2 ₎ = 30 ^° C

Spesifike waarmte fan wetter ( ^c² ) ₌ 1 ^{kal.g⁻¹⁰C⁻¹}

Termysk lykwichtstemperatuer (T) = 36 ^° C

Fraach: Massa fan koper ( _m³ )

Antwurd:

It prinsipe fan Black stelt dat de waarmte dy't frijkomt troch in objekt mei hege temperatuer = de waarmte dy't ûntfongen wurdt troch in objekt mei lege temperatuer.

It goede antwurd is B.

11. Trije kilogram swarte leadstêf mei in spesifike waarmte fan 1400 J.kg ^-1 C ^-1 by in temperatuer fan 80 ^o C wurdt yn 10 kg wetter ûnderdompele mei in spesifike waarmte fan 4200 J.kg ^-1 C ^-1 . Nei't termysk lykwicht berikt is, is de eintemperatuer fan it mingsel 20 ^o C. De begjintemperatuer fan it wetter is….

A. 20 ^o C

B. 18 ^° C

C. 14 ^° C

D. 12 ^° C

E. 10 ^° C

Diskusje

It is bekend dat:

Massa fan lead (m³ ₎ = 3 kg

^{Spesifike waarmte fan} tin (c1 ₎ = 1400 ^J.kg⁻¹ C⁻¹

Tintemperatuer (T1 ₎ = 80 ^° C

Massa wetter (m² ₎ = 10 kg

Spesifike waarmte fan wetter (c² ⁾ ₌ 4200 ^J.kg⁻¹ C⁻¹

Termysk lykwichtstemperatuer (T) = 20 ^° C

Winske: Begjinwettertemperatuer ( _T2 )

Antwurd:

It goede antwurd is C.

12. In munt fan 50 gram wurdt ferwaarme oant in temperatuer fan 85 ^° C, en dan yn in bak mei 50 gram wetter ûnderdompele by in temperatuer fan 29,8 ^° C (spesifike waarmte fan wetter = 1 kal.g ^-1 . ^o C ^-1 ). As de eintemperatuer fan it systeem 37 ^° C is en wy oannimme dat der gjin feroaring yn waarmte is troch de bak, dan is de spesifike waarmte fan it metaal...

A. 0,12 kal.g ^-1 . ^o C ^-1

B. 0,30 kal.g ^-1 . ^o C ^-1

C. 1,50 kal.g ^-1 . ^o C ^-1

D. 4,8 kal.g ^-1 . ^o C ^-1

E. 7,2 kal.g ^-1 . ^o C ^-1

Diskusje

It is bekend dat:

Massa fan munt (m) = 50 gram

Begjintemperatuer fan 'e munt (T1 ₎ = 85 ^° C

Massa wetter (m) = 50 gram

Begjinwettertemperatuer (T2 ₎ = 29,8 ^° C

^{Spesifike waarmte fan} wetter = 1 ^kal.g⁻¹ . ^o C⁻¹

Eindsysteemtemperatuer (T) = 37 ^° C

Fraach: Spesifike waarmte fan metaal (c)

Antwurd:

It prinsipe fan Black stelt dat de frijkommende waarmte = de opnommen waarmte. Waarmte wurdt frijjûn troch de munt en waarmte wurdt opnommen troch it wetter, oant termysk lykwicht berikt is.

Alle ienheden wurde útdrukt yn grammen, dus it is net nedich om ienheden om te rekenjen.

Q _frijlitten = Q _opnommen

m _metaal c ΔT = m _wetter c ΔT

(50)(c)(85-37) = (50)(1)(37-29,8)

(50)(c)(48) = (50)(7,2)

(50)(c)(48) = (50)(7,2)

(c)(48) = 7,2

c = 7,2 / 48

c = ^{0,15 kal.g⁻¹ .} o C⁻¹

13. Kopermetaal by in temperatuer fan 100 ^o C wurdt yn wetter pleatst mei in massa fan 128 gram en in temperatuer fan 30 ^o C. De spesifike waarmte fan wetter is 1 kal.g ^{-1 o} C ^-1 en de spesifike waarmte fan koper is 0,1 kal.g ^{-1 o} C ^-1 . As termysk lykwicht foarkomt by in temperatuer fan 36 ^o C, dan is de massa fan it metaal….

A. 140 gram
B. 120 gram
C. 100 gram
D. 80 gram
E. 75 gram

Diskusje
It is bekend dat:
Kopertemperatuer (T₁) = 100 ^oC
Spesifike waarmte fan koper (c)₁) = 0,1 kal.g^{-1 o}C^-1

Wettermassa (m₂) = 128 gram
Wettertemperatuer (T₂) = 30 ^oC
Spesifike waarmte fan wetter (c₂) = 1 kal.g^{-1 o}C^-1

Termysk lykwichtstemperatuer (T) = 36 ^oC
Fraach: Massa fan koper (m₁)
Antwurd:

It prinsipe fan Black stelt dat de waarmte dy't frijkomt troch in objekt mei hege temperatuer = de waarmte dy't ûntfongen wurdt troch in objekt mei lege temperatuer.
Q koper = Q wetter
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT
(m₁)(0,1)(100-36) = (128)(1)(36-30)
(m₁)(0,1)(64) = (128)(1)(6)
(m₁)(6,4) = 768
m₁ = 768/6,4
m₁ = 120
De massa fan koper is 120 gram.
It goede antwurd is B.

14. Trije kilogram swarte leadstêf mei in spesifike waarmte fan 1400 J.kg ^-1 C ^-1 by in temperatuer fan 80 ^o C wurdt yn 10 kg wetter ûnderdompele mei in spesifike waarmte fan 4200 J.kg ^-1 C ^-1 . Nei't termysk lykwicht berikt is, is de eintemperatuer fan it mingsel 20 ^o C. De begjintemperatuer fan it wetter is….

A. 20 ^oC
B. 18 ^oC
C. 14 ^oC
D. 12 ^oC
E. 10 ^oC

Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan lead (m₁) = 3 kg
Spesifike waarmte fan tin (c₁) = 1400 J.kg^-1 C^-1
Tintemperatuer (T₁) = 80 ^oC

Wettermassa (m₂) = 10 kg
Spesifike waarmte fan wetter (c₂) = 4200 J.kg^-1 C^-1

Termysk lykwichtstemperatuer (T) = 20 ^oC
Winske: Begjinnende wettertemperatuer (T₂)
Antwurd:
Q frijjûn = Q ûntfongen
Q tin = Q wetter
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(20-T)
252.000 = 840.000 – 42.000 T
42.000 T = 840.000 – 252.000
42.000 T = 588.000
T = 588.000 / 42.000
T = 14
De earste wettertemperatuer is 14^oC.
It goede antwurd is C.

15. Iis mei in massa fan M gram by in temperatuer fan 0 ^oC wurdt yn wetter pleatst mei in massa fan 340 gram by in temperatuer fan 20 ^oC , dat yn in spesjaal skip pleatst wurdt. Nim oan dat it skip gjin waarmte opnimt/frijlit. As L _iis = 80 kal g ^-1 , c _wetter = 1 kal g ^{-1 oC -1} , al it iis smelt en termysk lykwicht berikt wurdt by in temperatuer fan 5 ^oC , dan is de massa iis (M)...

A. 60 gram
B. 68 gram
C. 75 gram
D. 80 gram
E. 170 gram

Diskusje
It is bekend :
Massa wetter (m) = 340 gram
Iistemperatuer (T_es) = 0^oC
Suhu wetter (T_loft) = 20^oC
Termysk lykwichtstemperatuer (T) = 5^oC
Waarmte fan fusje fan iis (L_es) = 80 kal g^-1
Spesifike waarmte fan wetter (c_loft) = 1 kal g^{-1 o}C^-1
frege Massa fan iis (M)
Jawab :

Swarte Prinsipe stelt dat yn in isolearre sletten systeem de waarmte dy't frijkomt troch in objekt mei hege temperatuer itselde is as de waarmte dy't opnommen wurdt troch in objekt mei lege temperatuer.
Waarmte frijjûn troch wetter (Q frijjûn) = waarmte opnommen troch iis (Q opnommen)
m_loft c_loft (T) = m_es L_es +m_es c_loft (T)
(340)(1)(20-5) = M (80) + M (1)(5-0)
(340)(15) = 80M + 5M
5100 = 85M
M = 5100/85
M = 60 gram
It goede antwurd is A.

Catatan:
As der steld wurdt dat iis in temperatuer fan 0 hat^o dan is it wetter noch yn fêste foarm. As der oanjûn wurdt dat de wettertemperatuer 0 is^oC dan is it wetter yn floeibere foarm. Ferskil it gebrûk fan 'e wurden iis en wetter. Omdat it wetter noch yn fêste of iisfoarm is, wurdt de earst opnommen waarmte brûkt om al it iis yn wetter te smelten, dêrom wurdt oan 'e rjochterkant fan 'e boppesteande fergeliking in formule tafoege om de hoemannichte waarmte te berekkenjen om it iis te smelten (m_es L_esNei't al it iis yn wetter smolten is, wurdt ekstra waarmte brûkt om de temperatuer fan it iis fan 0 te ferheegjen.^oC wurdt 5^oC.

Boarne fan 'e fraach:

Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle