ऊष्मा का सूत्र, अवस्था परिवर्तन, ऊष्मा स्थानांतरण

ऊष्मा अवस्था परिवर्तन, ऊष्मा स्थानांतरण, ब्लैक के सिद्धांत से संबंधित उदाहरण प्रश्न और सूत्र

संलयन की ऊष्मा

1. जल की संलयन ऊष्मा 80 कैलोरी/ग्राम है। इसका अर्थ है...

ए. 1 ग्राम पानी का तापमान 1 डिग्री बढ़ाने के लिए 80 कैलोरी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
बी. 1 ग्राम पानी को पूरी तरह से भाप में बदलने के लिए 80 कैलोरी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
सी. 1 ग्राम पानी का तापमान बनाए रखने के लिए 80 कैलोरी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
डी. 1 ग्राम बर्फ को पूरी तरह से पानी में बदलने के लिए 80 कैलोरी की आवश्यकता होती है।

विचार-विमर्श
सही उत्तर है डी.

रूप में परिवर्तन

2.
निम्नलिखित प्रयोग के परिणामों का ग्राफ देखिए!

^{60 °} C तापमान पर 2 किलोग्राम पानी वाष्पीकृत किया जाएगा। यदि जल वाष्प की ऊष्मा 2,27 x 10⁶ जूल/किलोग्राम है ^, पानी की विशिष्ट ऊष्मा 4200 जूल/(किलोग्राम ^° C) है और वायु दाब 76 सेमीहर्मग है, तो BC प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊष्मा कितनी होगी?

ए. 336 किलो जूल
बी. 4540 किलो जूल
सी. 4876 किलो जूल
डी. 5212 किलो जूल

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
पानी का द्रव्यमान (मीट्रिक मीटर) = 2 किलोग्राम
पानी का तापमान (T) = 60^oC
जल वाष्प की ऊष्मा (L)_V) = 2,27 x 10⁶ जूल/किग्रा
जल की विशिष्ट ऊष्मा (c) = 4200 जूल/(किलोग्राम) ^oC)
वायु दाब (P) = 76 cmHg
प्रश्न: बीसी प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊष्मा
उत्तर :
प्रक्रिया AB = जल को 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान से गर्म किया जाता है^oC से 100^oC. इस प्रक्रिया में, पानी का तापमान बढ़ाने के लिए ऊष्मा का उपयोग किया जाता है। ऊष्मा की गणना निम्न सूत्र से की जाती है: Q = mc ΔT
प्रक्रिया BC = जल का वाष्पीकरण होता है। इस प्रक्रिया में, ऊष्मा का उपयोग तापमान बढ़ाने के लिए नहीं बल्कि जल के वाष्पीकरण के लिए किया जाता है। ऊष्मा की गणना निम्न सूत्र से की जाती है: Q = m L_V
प्रक्रिया C = भाप को गर्म किया जाता है। इस प्रक्रिया में, भाप का तापमान बढ़ाने के लिए ऊष्मा का उपयोग किया जाता है। ऊष्मा की गणना निम्न सूत्र से की जाती है: Q = mc ΔT।
अतः यदि जल का तापमान बदलता है तो ऊष्मा का सूत्र Q = mc ΔT होता है, और यदि जल का रूप बदलता है तो ऊष्मा का सूत्र Q = m L होता है।_V.

बीसी प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊष्मा:
Q = m L_V
Q = (2 kg)(2,27 x 10⁶ जे/किग्रा)
Q = 4,54 x 10⁶ जौल
Q = 4.540.000 जूल
Q = 4.540 किलो जूल
सही जवाब बी है।

3. निम्नलिखित अवस्था परिवर्तन के समूह हैं जो ऊष्मा उत्सर्जित करते हैं:
ए. जमना, संघनन, ऊर्ध्वपातन
बी. पिघलना, वाष्पीकरण, क्रिस्टलीकरण
सी. पिघलना, वाष्पीकरण, संघनन
डी. जमना, वाष्पीकरण, ऊर्ध्वपातन
विचार-विमर्श
सामान्य तौर पर, अवस्था परिवर्तन दो प्रकार के होते हैं, अर्थात् वे अवस्था परिवर्तन जो ऊष्मा अवशोषित करते हैं और वे अवस्था परिवर्तन जो ऊष्मा छोड़ते हैं/उत्सर्जित करते हैं।
ऊष्मा अवशोषित करने वाली अवस्था परिवर्तन प्रक्रिया में, कोई वस्तु तब तक ऊष्मा अवशोषित करती है जब तक उसमें ऊष्मा की मात्रा बढ़ न जाए, फिर वस्तु की अवस्था बदल जाती है। ऊष्मा मुक्त करने वाली अवस्था परिवर्तन प्रक्रिया में, कोई वस्तु तब तक ऊष्मा मुक्त करती है जब तक उसमें ऊष्मा की मात्रा घट न जाए, फिर वस्तु की अवस्था बदल जाती है।
यदि कोई वस्तु ऊष्मा अवशोषित करती है, तो वस्तु की अवस्था ठोस से द्रव और फिर गैस में बदल जाती है।
यदि कोई वस्तु ऊष्मा उत्सर्जित करती है तो वस्तु की अवस्था गैस से द्रव और फिर ठोस में परिवर्तित हो जाती है।

ऊपर दिए गए प्रश्न के उत्तर पर ध्यान दें।
जमना = किसी वस्तु की अवस्था का द्रव से ठोस में परिवर्तन (ऊष्मा उत्सर्जित करते हुए)
संघनन = किसी वस्तु की अवस्था का गैस से द्रव में परिवर्तन (ऊष्मा उत्सर्जित करते हुए)
ऊर्ध्वपातन = किसी वस्तु की अवस्था का गैस से ठोस में परिवर्तन (ऊष्मा उत्सर्जित करते हुए)
पिघलना = किसी वस्तु की अवस्था ठोस से द्रव में परिवर्तित होना (ऊष्मा का अवशोषण)
वाष्पीकरण = किसी वस्तु की अवस्था का द्रव से गैस में परिवर्तन (ऊष्मा का अवशोषण)
क्रिस्टलीकरण = किसी वस्तु की अवस्था ठोस से गैसीय में परिवर्तित हो जाती है (ऊष्मा अवशोषित करने पर)।
सही जवाब क है।

गर्मी का हस्तांतरण

4. एक कांच की खिड़की की मोटाई 8 मिमी और क्षेत्रफल 1 वर्ग मीटर है।²यदि बाहर का तापमान 30 डिग्री सेल्सियस है^oसी और 20 में^oC और कांच की तापीय चालकता 0,8 W/m है।^oयदि C है, तो 1 घंटे में गिलास से होकर गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा मेगा जूल है।
एक 360
बी 36
सी. 6
डी 3,6
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
कांच की मोटाई (l) = 8 मिमी = 8 / 1000 = 0,008 मीटर
कांच का क्षेत्रफल (A) = 1 वर्ग मीटर²
तापमान अंतर (ΔT) = 30^oसी-20^oसी = 10^oC
कांच की तापीय चालकता (k) = 0,8 W/m^oC
समय अंतराल (t) = 1 घंटा = 60 (60 सेकंड) = 3600 सेकंड
प्रश्न: एक घंटे में गिलास से होकर गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा कितनी है?
उत्तर :
चालन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण की दर का सूत्र:

एक घंटे में गिलास से होकर गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा:

सही उत्तर है डी.

5. एक धातु की छड़ 1 मीटर लंबी है। इसका एक सिरा 150°C के स्थिर तापमान पर गर्म किया जाता है।^oएक सिरे को कमरे के तापमान पर रखा जाता है, यानी 30 डिग्री सेल्सियस, जबकि दूसरे सिरे को कमरे के तापमान पर ही रखा जाता है।^oC. छड़ के उस भाग का तापमान जो गर्म सिरे से 30 सेमी दूर है, कितना है?
एक 36^oC
बी 84^oC
सी. 114^oC
डी 125^oC
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
धातु की छड़ की लंबाई (l) = 1 मीटर
तापमान अंतर (ΔT) = 150^oसी-30^oसी = 120^oC
प्रश्न: छड़ के उस भाग का तापमान ज्ञात कीजिए जो गर्म सिरे से 30 सेंटीमीटर दूर है।
उत्तर :
चालन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण की दर की गणना कीजिए:

छड़ के उस भाग का तापमान ज्ञात कीजिए जो गर्म सिरे से 30 सेंटीमीटर दूर है:
धातु की छड़ की लंबाई (l) = 30 सेमी = 0,3 मीटर
तापमान अंतर (ΔT) = 150–T

सही जवाब सी है।

प्रश्न का स्रोत:

एसबीएमपीटीएन भौतिकी प्रश्न