ગરમીનું સૂત્ર સ્થિતિ પરિવર્તન ગરમી સ્થાનાંતરણ

રાજ્યમાં ગરમીના ફેરફારો, ગરમી સ્થાનાંતરણ, કાળા સિદ્ધાંત માટેના ઉદાહરણ પ્રશ્નો અને સૂત્રો

ફ્યુઝનની ગરમી

૧. પાણીની ફ્યુઝન ગરમી ૮૦ કેલ/ગ્રામ છે. આનો અર્થ એ થાય કે….

A. 1 ગ્રામ પાણીનું તાપમાન 1 ડિગ્રી વધારવા માટે 80 કેલરી લાગે છે.
B. 1 ગ્રામ પાણીને સંપૂર્ણપણે વરાળમાં બદલવા માટે 80 કેલરી લાગે છે.
C. 1 ગ્રામ પાણીનું તાપમાન જાળવવા માટે 80 કેલરી લાગે છે.
D. 1 ગ્રામ બરફને સંપૂર્ણપણે પાણીમાં બદલવા માટે 80 કેલરી લાગે છે.

ચર્ચા
સાચો જવાબ D છે.

ફોર્મમાં ફેરફાર

2.
નીચેના પ્રયોગના પરિણામોનો ગ્રાફ જુઓ!

^{60 °} સે તાપમાને 2 કિલો પાણી બાષ્પીભવન થશે. જો પાણીની વરાળની ગરમી 2,27 x 10 ⁶ J/kg હોય, પાણીની વિશિષ્ટ ગરમી 4200 J/(kg ^o C) હોય અને હવાનું દબાણ 76 cmHg હોય, તો BC પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ગરમી...

A. ૩૩૬ કિલોજુલ
B. ૪૫૪૦ કિલોજુલ
સી. ૪૮૭૬ કિલોજુલ
ડી. ૫૨૧૨ કિલોજુલ

ચર્ચા
તે જાણીતું છે કે:
પાણીનું દળ (મી) = 2 કિલો
પાણીનું તાપમાન (T) = 60^oC
પાણીની વરાળની ગરમી (L_V) = ૧૦૦ x ૧૨⁶ જે/કિલો
પાણીની વિશિષ્ટ ગરમી (c) = 4200 J/(kg) ^oC)
હવાનું દબાણ (P) = 76 cmHg
પ્રશ્ન: BC પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ગરમી
જવાબ :
પ્રક્રિયા AB = પાણીને 60 ના તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે^oસે થી ૧૫.૫^oC. આ પ્રક્રિયામાં, પાણીનું તાપમાન વધારવા માટે ગરમીનો ઉપયોગ થાય છે. ગરમીની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: Q = mc ΔT
પ્રક્રિયા BC = પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં, ગરમીનો ઉપયોગ તાપમાન વધારવા માટે થતો નથી પરંતુ પાણીનું બાષ્પીભવન કરવા માટે થાય છે. ગરમીની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: Q = m L_V
પ્રક્રિયા C- = વરાળ ગરમ થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં, વરાળનું તાપમાન વધારવા માટે ગરમીનો ઉપયોગ થાય છે. ગરમીની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: Q = mc ΔT.
તેથી જો પાણીનું તાપમાન બદલાય છે તો વપરાયેલ ગરમી સૂત્ર Q = mc ΔT છે, જો પાણીનું સ્વરૂપ બદલાય છે તો વપરાયેલ ગરમી સૂત્ર Q = m L છે._V.

BC પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ગરમી:
ક્યૂ = મી લ_V
Q = (2 કિલો)(2,27 x 10⁶ (જે/કિલો)
પ્રશ્ન = ૨૨.૬ x ૧૦⁶ જૉલે
Q = 4.540.000 જૌલ
Q = 4.540 કિલોજુલ
સાચો જવાબ B છે.

3. ગરમી છોડતી સ્થિતિમાં પરિવર્તનના જૂથો નીચે મુજબ છે:
A. ઠંડું, ઘનીકરણ, ઉત્તેજક
B. પીગળવું, બાષ્પીભવન થવું, સ્ફટિકીકરણ થવું
C. પીગળવું, બાષ્પીભવન થવું, ઘનીકરણ થવું
D. થીજી જવું, બાષ્પીભવન થવું, ઉત્તેજિત થવું
ચર્ચા
સામાન્ય રીતે, સ્થિતિમાં બે પ્રકારના ફેરફારો થાય છે, એટલે કે ગરમી શોષી લેતી સ્થિતિમાં ફેરફાર અને ગરમી છોડતી/છુટતી સ્થિતિમાં ફેરફાર.
ગરમી શોષી લેતી સ્થિતિમાં ફેરફાર થાય છે, જેમાં પદાર્થ ગરમી શોષી લે છે જ્યાં સુધી પદાર્થમાં ગરમી વધે નહીં, પછી પદાર્થની સ્થિતિ બદલાય છે. ગરમી છોડતી સ્થિતિમાં ફેરફાર થાય છે, જેમાં પદાર્થ ગરમી છોડે છે જ્યાં સુધી પદાર્થમાં ગરમી ઓછી ન થાય, પછી પદાર્થની સ્થિતિ બદલાય છે.
જો કોઈ પદાર્થ ગરમી શોષી લે છે, તો પદાર્થની સ્થિતિ ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં બદલાય છે અને વાયુમાં ફેરવાય છે.
જો કોઈ પદાર્થ ગરમી છોડે છે તો પદાર્થની સ્થિતિ વાયુમાંથી પ્રવાહીમાંથી ઘન બને છે.

ઉપરના પ્રશ્નના જવાબ પર ધ્યાન આપો.
ઠંડું થવું = પદાર્થની સ્થિતિ પ્રવાહીમાંથી ઘન (ગરમી મુક્ત કરવી) માં બદલાય છે.
ઘનીકરણ = પદાર્થની સ્થિતિ વાયુમાંથી પ્રવાહીમાં બદલાય છે (ગરમી મુક્ત કરે છે)
ઉત્કર્ષ = પદાર્થની સ્થિતિ વાયુમાંથી ઘન (ગરમી મુક્ત કરતી) માં બદલાય છે.
પીગળવું = પદાર્થની સ્થિતિ ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં બદલાય છે (ગરમી શોષી લે છે)
બાષ્પીભવન = પદાર્થની સ્થિતિ પ્રવાહીમાંથી વાયુમાં બદલાય છે (ગરમી શોષી લે છે)
સ્ફટિકીકરણ = પદાર્થની સ્થિતિ ઘનમાંથી વાયુમાં બદલાય છે (ગરમી શોષી લે છે)
સાચો જવાબ A છે.

ગરમીનું ટ્રાન્સફર

4. કાચની બારીની જાડાઈ 8 મીમી અને ક્ષેત્રફળ 1 મીટર હોય છે.². જો બહાર હવાનું તાપમાન 30 હોય^oસી અને 20 માં^oC અને કાચની થર્મલ વાહકતા 0,8 W/m છે^oC, તો 1 કલાકમાં કાચમાંથી પસાર થતી ઉર્જાનું પ્રમાણ…. મેગા જ્યુલ્સ છે
એ. 360
બી 36
સી. 6
ડી. 3,6
ચર્ચા
તે જાણીતું છે કે:
કાચની જાડાઈ (l) = 8 મીમી = 8 / 1000 = 0,008 મીટર
કાચનો વિસ્તાર (A) = 1 મીટર²
તાપમાન તફાવત (ΔT) = 30^oસી–૪^oસી = 10^oC
કાચની થર્મલ વાહકતા (k) = 0,8 W/m^oC
સમય અંતરાલ (t) = 1 કલાક = 60 (60 સેકન્ડ) = 3600 સેકન્ડ
પ્રશ્ન: 1 કલાકમાં કાચમાંથી પસાર થતી ઉર્જાનો જથ્થો
જવાબ :
વહન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણ દર માટેનું સૂત્ર:

1 કલાકમાં કાચમાંથી પસાર થતી ઊર્જાનું પ્રમાણ:

સાચો જવાબ D છે.

5. એક ધાતુનો સળિયો 1 મીટર લાંબો છે. તેનો એક છેડો 150 ડિગ્રી સેલ્સિયસના અચળ તાપમાને ગરમ થાય છે.^oC જ્યારે બીજો છેડો ઓરડાના તાપમાને જાળવવામાં આવે છે, એટલે કે 30^oC. ગરમ કરેલા છેડાથી 30 સેમી દૂર સળિયાના ભાગનું તાપમાન... છે.
એ. 36^oC
બી 84^oC
સી. 114^oC
ડી. 125^oC
ચર્ચા
તે જાણીતું છે કે:
ધાતુના સળિયાની લંબાઈ (l) = 1 મીટર
તાપમાન તફાવત (ΔT) = 150^oસી–૪^oસી = 120^oC
પ્રશ્ન: સળિયાના તે ભાગનું તાપમાન જે ગરમ છેડાથી 30 સે.મી. દૂર છે.
જવાબ :
વહન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણના દરની ગણતરી કરો:

ગરમ કરેલા છેડાથી 30 સેમી દૂર સળિયાના ભાગનું તાપમાન ગણતરી કરો:
ધાતુના સળિયાની લંબાઈ (l) = 30 સેમી = 0,3 મીટર
તાપમાન તફાવત (ΔT) = 150–T

સાચો જવાબ C છે.

પ્રશ્ન સ્ત્રોત:

SBMPTN ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રશ્નો