15 Egzanp Kesyon Prensip Black la
1. Yo melanje glas ki peze 0,2 kg ak te cho ki peze 0,2 kg. Tanperati glas la = – 10 o C, tanperati te cho a = 40 o C. Chalè espesifik glas la = 2100 J/kg C₂O₂ , chalè espesifik dlo a = 4200 J/kg C₂O₂ , chalè fizyon dlo a = 334.000 J/kg. Si yo melanje glas la ak te cho a nan yon sistèm fèmen izole, detèmine tanperati final melanj lan.
Pembahasan
Li konnen :
Mas glas (m²) = 0,2 kg
Mas dlo te tyèd (m te) = 0,2 kg
Chalè espesifik dlo a (c dlo) = 4180 J/kg Co
Chalè espesifik glas la (c es) = 2100 J/kg Co
Chalè fizyon dlo (L)f dlo) = 334.000 J/kg
Tanperati glas (T es) = -10oC
Tanperati dlo te tyèd (T te) = 40oC
Mande tanperati final melanj lan (T melanj)?
Jawab :
Premye etap la, estime eta final la.
Chalè dlo dwe degaje pou bese tanperati 0,2 kg te cho soti nan 40 degre.oC rive nan 0oC:
Chalè 0,2 kg glas absòbe pou ogmante tanperati li soti nan -10oC rive nan 0oC:
Chalè absòbe pou fonn 0,2 kg glas (chalè ki nesesè pou transfòme tout glas la an dlo):
Baze sou kalkil ki anwo yo, yo te jwenn rezilta sa yo:
Q lage = 33,444 kJ
Q resevwa = 4,2 kJ
Q k ap fonn = 66,8 kJ
Lè te cho degaje 33,44 kJ chalè, tanperati te cho a chanje soti nan 40oC pou rive nan 0oC. Yon pati nan chalè ki degaje a (anviwon 4,2 kJ) itilize pou ogmante tanperati glas la soti nan -10oC pou rive nan 0oC . 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. Pou fonn tout glas la pou fè l tounen dlo, li bezwen 66,8 kJ chalè. Chalè ki rete a se 29,24 kJ.
Nou ka konkli ke chalè ki degaje pa te cho a sèlman itilize pou ogmante tanperati glas la soti nan -10 ° C pou rive nan 0 ° C epi pou fonn yon pati nan glas la. Gen yon pati nan glas la ki tounen dlo, alòske gen lòt ki pa tounen dlo. Pandan pwosesis chanjman soti nan solid pou rive nan likid, tanperati a pa chanje. Se poutèt sa, tanperati final melanj lan se 0 ° C.
2. Mas te cho = 0,4 kg, mas glas = 0,2 kg, tanperati kib glas = -10oC, tanperati te cho = 90oC. Si tou de melanje, ki tanperati final melanj lan?
Pembahasan
Premye etap: estime eta final la
Chalè dlo dwe degaje pou bese tanperati 0,4 kg dlo te cho soti nan 90 degre.oC rive nan 0oC:
Chalè 0,2 kg glas resevwa pou ogmante tanperati li soti nan -10oC rive nan 0oC:
Chalè ki nesesè pou fonn 0,2 kg glas (chalè ki nesesè pou transfòme tout glas la an dlo):
Baze sou kalkil ki anwo yo, yo te jwenn rezilta sa yo:
Q lage = 150,48 kJ
Q resevwa = 4,2 kJ
Q k ap fonn = 66,8 kJ
Lè te cho degaje 150,48 kJ chalè, tanperati te cho a chanje soti nan 90oC pou rive nan 0oC. Yo itilize yon pati nan chalè ki degaje a (4,2 J) pou ogmante tanperati glas la soti nan -10oC pou rive nan 0oC. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. Chalè ki rete a = 146,28 kJ.
Chalè ki nesesè pou fonn tout glas la an dlo se sèlman 66,8 kJ. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. Te cho pa bezwen lage tout chalè li jiskaske tanperati li desann a 0.oC. An konklizyon, tanperati final melanj lan dwe pi gran pase 0oC.
Dezyèm etap: detèmine tanperati final la (T)
Chalè ki nesesè pou ogmante tanperati glas la soti nan -10oC rive nan 0oC se 4200 J.
Chalè ki nesesè pou fonn tout glas la an dlo (chalè laten) = 66.800 J
Chalè ki nesesè pou ogmante tanperati dlo a (dlo ki soti nan fonn tout glas la) soti nan 0oC rive ToC = (mas glas)(chalè espesifik dlo)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
Chalè te cho a degaje pou bese tanperati li soti nan 90oC pou rive nan T = (dansite dlo)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T
3. Yo melanje 60 gram dlo nan yon tanperati 90 oC (chalè espesifik dlo = 1 kal.g -1 . oC -1 ) avèk 40 gram dlo menm jan an nan yon tanperati 25 oC . Si pa gen okenn lòt faktè ki afekte pwosesis sa a, alò tanperati final melanj lan se...
A. NAN oC
B. NAN oC
C. NAN oC
D. NAN oC
E. 77,0 oC
Pembahasan
Li konnen :
Mas dlo 1 (m1) = 60 gram
Tanperati dlo 1 (T1) = 90oC
Mas dlo 2 (m2) = 40 gram
Tanperati dlo 2 (T2) = 25oC
Chalè espesifik dlo (c) = 1 kal.g-1.oC-1
Mande : suhu melanj final la
Jawab :
Chalè ki lage pa dlo ki gen gwo tanperati (Q ki lage) = chalè ki absòbe pa dlo ki gen ti tanperati (Q absòbe)
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 = 64oC
Repons ki kòrèk la se D.
4. Yon moso aliminyòm gen yon mas 500 gram epi li gen yon tanperati 30 oYo mete C nan yon veso ki gen dlo ki gen yon mas 200 gram ak yon tanperati 90 degre. oC. Si chalè espesifik aliminyòm nan li te ye a se 0,22 kal/g Co epi chalè espesifik dlo a se 1 kal/g Co, lè sa a tanperati final dlo a ak aliminyòm nan se...
A. NAN oC
B. NAN oC
C. NAN oC
D. NAN oC
E. 100 oC
Diskisyon:
Inite mas la, gram (g), pa bezwen konvèti an kilogram (kg) paske chalè espesifik aliminyòm ak chalè espesifik dlo yo eksprime an kal/g C.o.
Li konnen :
m aliminyòm = 500 gram
c aliminyòm = 0,22 kal/gCo
T aliminyòm = 30 oC
m dlo = 200 gram
dlo c = 1 kal/gCo
T dlo = 90 oC
Mande :
Tanperati final (T) dlo ak aliminyòm?
Jawab :
Fòmil chalè : Q = (m)(c)(delta T)
Q dlo = = (200 gram)(1 kal/gCo) (90 oC – T)
Q aliminyòm = (500 gram)(0,22 kal/gCo)(T– 30 oC)
Fòmil debaz Black la : Q ki libere = Q ki absòbe
Dlo a gen yon tanperati inisyal ki pi wo (90 oC) pou dlo ka lage chalè, aliminyòm gen yon tanperati inisyal ki pi ba (30 oC) pou aliminyòm absòbe chalè. Tanperati final melanj dlo ak aliminyòm nan dwe pi ba pase tanperati inisyal dlo a epi pi wo pase tanperati inisyal aliminyòm nan.
(200 gram)(1 kal/gCo) (90 oC – T) = (500 gram)(0,22 kal/g Co)(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
Tanperati final konbinezon dlo ak aliminyòm lan se 68,7. oC.
Repons ki kòrèk la se C.
5. Yon moso metal ki peze 300 gram nan yon tanperati 80 oC tranpe nan 200 gram dlo a 40 oC. Chalè espesifik dlo = 1 kal/g CoSi tanperati final melanj metal ak dlo a se 50o C epi veso a pa absòbe chalè, alò chalè espesifik metal la se...
A. 0,15 kal/g Co
B. 0,22 kal/g Co
C. 1,50 kalori/g Co
D. 4,8 kal/g Co
E. 7,2 kal/g Co
Diskisyon:
Li konnen :
m metal = 300 gram
T metal = 80 oC
m dlo = 200 gram
T dlo = 40 oC
dlo = 1 kal/g Co
T melanj final metal ak dlo = 50 oC
Mande :
c metal?
Jawab :
Q metal = (m)(c)(delta T) = (300 gram)(c metal)(80oC - 50oC) = (300 gram)(c metal)(30 Co)
Q dlo = (m)(c)(delta T) = (200 gram)(1 kal/g Co) (60oC - 50oC) = (200 gram)(1 kal/g Co)(10 Co)
Fòmil debaz Black la : Q ki libere = Q ki absòbe
Metal la gen yon tanperati inisyal ki pi wo (80 oC) pou metal la libere chalè, dlo a gen yon tanperati inisyal ki pi ba (40 oC) pou dlo a absòbe chalè.
(300 gram)(metal)(30 Co) = (200 gram)(1 kal/g Co)(10 Co)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 c = 2000
c = 2000 / 9000
c = 0,22 kal/g Co
Chalè espesifik yon metal se 0,22 kal/g Co.
Repons ki kòrèk la se B.
6. De boul idantik gen menm tanperati a, 40 degre. oC, de boul yo gen mas 10 gram ak 40 gram respektivman. Tou de boul yo mete nan yon likid, pou tanperati tou de boul yo monte a 60oC. Si chalè espesifik boul la se 2 kal/gr Co epi 1 kalori = 4,2 Joules, alò diferans nan chalè absòbe pa chak boul se...
A. 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
Diskisyon:
Li konnen :
m1 = 10 gram
m2 = 40 gram
T1 =T2 = 40 oC
T fini = 60 oC
boul c = 2 kal/g Co
Mande :
Ki diferans ki genyen nan chalè chak boul absòbe?
Jawab :
Tanperati tou de boul yo ogmante paske tou de boul yo dwe absòbe chalè.
Q1 = (10 gr)(2 kal/g Co) (60oC–40oC) = (10 gr)(2 kal/gr Co)(20 Co) = 400 cal = (400)(4,2 J) = 1680 Joules
Q2 = (40 gr)(2 kal/g Co) (60oC–40oC) = (40 gr)(2 kal/gr Co)(20 Co) = 1600 cal = (1600)(4,2 J) = 6720 Joules
Diferans nan chalè absòbe pa chak boul:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 103 J
Repons ki kòrèk la se A.
7. Yo melanje dlo ki gen yon mas 200 gram nan yon tanperati 30°C ak dlo bouyi ki gen yon mas 100 gram nan yon tanperati 90°C. (Chalè espesifik dlo = 1 kal.gram -1 °C -1 ). Tanperati dlo melanje a nan moman ekilib tèmik la se….
A. 10°C
B. 30°C
C. 50°C
D. 75°C
E. 150°C
Pembahasan
Li konnen ke :
Mas dlo 1 (m1 ) = 200 gram
Tanperati dlo 1 (T1 ) = 30 ° C
Mas dlo 2 (m2 ) = 100 gram
Tanperati dlo 2 (T2 ) = 90 ° C
Chalè espesifik dlo (c) = 1 kalori gram −1 °C −1
Kesyon an se : tanperati final melanj lan
Repons :
Chalè ki lage pa dlo ki gen gwo tanperati (Q ki lage) = chalè ki absòbe pa dlo ki gen ti tanperati (Q absòbe)
Repons ki kòrèk la se C.
8. Yo melanje 60 gram dlo nan yon tanperati 90 oC (chalè espesifik dlo = 1 kal.g -1 . oC -1 ) avèk 40 gram dlo menm jan an nan yon tanperati 25 oC . Si pa gen okenn lòt faktè ki enfliyanse pwosesis sa a, alò tanperati final melanj lan se...
A. 15,4 ° C
B. 23,0 ° C
46,0 degre Sèlsiyis
D. 64,0 ° C
E. 77,0 oC
Pembahasan
Li konnen ke :
Mas dlo 1 (m1 ) = 60 gram
Tanperati dlo 1 (T1 ) = 90 ° C
Mas dlo 2 (m2 ) = 40 gram
Tanperati dlo 2 (T2 ) = 25 ° C
Chalè espesifik dlo (c) = 1 kal.g -1 . o C -1
Kesyon an se : tanperati final melanj lan
Repons :
Chalè ki lage pa dlo ki gen gwo tanperati (Q ki lage) = chalè ki absòbe pa dlo ki gen ti tanperati (Q absòbe)
Repons ki kòrèk la se D.
9. Yo mete glas ki gen yon mas M gram nan yon tanperati 0 oC nan dlo ki gen yon mas 340 gram nan yon tanperati 20 oC ke yo mete nan yon veso espesyal. Ann sipoze veso a pa absòbe/lage chalè. Si L glas = 80 kal g -1 , c dlo = 1 kal g -1 o C -1 , tout glas la fonn epi ekilib tèmik rive nan yon tanperati 5 oC , alò mas glas la (M) se...
A. 60 gram
B. 68 gram
C. 75 gram
D. 80 gram
E. 170 gram
Pembahasan
Li konnen ke :
Mas dlo (m) = 340 gram
Tanperati glas (T es ) = 0 o C
Tanperati dlo ( T dlo ) = 20 oC
Tanperati ekilib tèmik (T) = 5 ° C
Chalè glas k ap fonn (L glas ) = 80 kal g -1
Chalè espesifik dlo (c dlo ) = 1 kal g -1 o C -1
Kesyon : Mas glas (M)
Repons :
Prensip Black la deklare ke nan yon sistèm fèmen izole, chalè yon objè ki gen yon tanperati ki wo degaje egal ak chalè yon objè ki gen yon tanperati ki ba absòbe.
Chalè dlo a lage (Q lage) = chalè glas la absòbe (Q absòbe)
Repons ki kòrèk la se A.
Catatan:
Si yo di glas la nan yon tanperati 0 °C, alò dlo a toujou nan fòm solid. Si yo di dlo a nan yon tanperati 0 ° C, alò dlo a nan fòm likid. Fè diferans ant itilizasyon mo glas ak mo dlo. Paske dlo a toujou nan fòm solid oubyen glas, chalè ki absòbe a itilize dabò pou fonn tout glas la pou fè l tounen dlo, kidonk sou bò dwat ekwasyon ki anwo a, yo ajoute yon fòmil pou kalkile kantite chalè pou fonn glas la (m es L es ). Apre tout glas la fonn pou fè l tounen dlo, yo itilize plis chalè pou ogmante tanperati glas la soti nan 0 ° C pou rive nan 5 ° C.
10. Yo mete kwiv metal nan yon tanperati 100 oC nan dlo ki gen yon mas 128 gram ak yon tanperati 30 oC . Chalè espesifik dlo a se 1 kal.g -1o C -1 epi chalè espesifik kwiv la se 0,1 kal.g -1o C -1 . Si ekilib tèmik rive nan yon tanperati 36 oC , alò mas metal la se….
A. 140 gram
B. 120 gram
C. 100 gram
D. 80 gram
E. 75 gram
Pembahasan
Li konnen ke:
Tanperati kwiv (T1 ) = 100 ° C
Chalè espesifik kwiv la (c1 ) = 0,1 kal.g -1o C -1
Mas dlo (m² ) = 128 gram
Tanperati dlo (T2 ) = 30 ° C
Chalè espesifik dlo (c2 ) = 1 kal.g -1o C -1
Tanperati ekilib tèmik (T) = 36 ° C
Kesyon: Mas kwiv ( m1 )
Repons:
Prensip Black la deklare ke chalè yon objè ki gen yon tanperati ki wo degaje = chalè yon objè ki gen yon tanperati ki ba resevwa.
Repons ki kòrèk la se B.
11. Twa kilogram baton plon nwa ki gen yon chalè espesifik 1400 J.kg -1 C -1 nan yon tanperati 80 oC plonje nan 10 kg dlo ki gen yon chalè espesifik 4200 J.kg -1 C -1 . Apre ekilib tèmik rive, tanperati final melanj lan se 20 oC . Tanperati inisyal dlo a se….
A. 20 ° C
B. 18 ° C
14 degre Sèlsiyis
D. 12 ° C
E. 10 oC
Pembahasan
Li konnen ke:
Mas plon (m1 ) = 3 kg
Chalè espesifik eten (c 1 ) = 1400 J.kg -1 C -1
Tanperati eten (T1 ) = 80 ° C
Mas dlo (m² ) = 10 kg
Chalè espesifik dlo a (c2 ) = 4200 J.kg -1 C -1
Tanperati ekilib tèmik (T) = 20 ° C
Dezirab: Tanperati dlo inisyal ( T2 )
Repons:
Repons ki kòrèk la se C.
12. Yo chofe yon pyès monnen 50 gram a yon tanperati 85 oC , answit yo plonje l nan yon veso ki gen 50 gram dlo a yon tanperati 29,8 oC ( chalè espesifik dlo = 1 kal.g -1 . oC -1 ). Si tanperati final sistèm nan se 37 oC epi nou sipoze pa gen okenn chanjman nan chalè nan veso a, alò chalè espesifik metal la se...
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
Pembahasan
Li konnen ke:
Mas pyès monnen an (m) = 50 gram
Tanperati inisyal pyès monnen an (T1 ) = 85 ° C
Mas dlo (m) = 50 gram
Tanperati dlo inisyal (T2 ) = 29,8 ° C
Chalè espesifik dlo = 1 kal.g -1 . o C -1
Tanperati final sistèm lan ( T) = 37 oC
Kesyon: Chalè espesifik yon metal (c)
Repons:
Prensip Black la di chalè ki lage a = chalè ki absòbe a. Pyès monnen an lage chalè epi dlo a absòbe chalè, jiskaske ekilib tèmik la rive.
Tout inite yo eksprime an gram kidonk pa gen okenn nesesite pou konvèti inite yo.
Q lage = Q absòbe
m metal c ΔT = m dlo 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. Yo mete kwiv metal nan yon tanperati 100 oC nan dlo ki gen yon mas 128 gram ak yon tanperati 30 oC . Chalè espesifik dlo a se 1 kal.g -1 oC -1 epi chalè espesifik kwiv la se 0,1 kal.g -1 oC -1 . Si ekilib tèmik rive nan yon tanperati 36 oC , alò mas metal la se….
A. 140 gram
B. 120 gram
C. 100 gram
D. 80 gram
E. 75 gram
Pembahasan
Li konnen ke:
Tanperati kwiv (T1) = 100 oC
Chalè espesifik kwiv la (c1) = 0,1 kalori.g-1 oC-1
Mas dlo (m2) = 128 gram
Tanperati dlo (T2) = 30 oC
Chalè espesifik dlo a (c2) = 1 kalori.g-1 oC-1
Tanperati ekilib tèmik (T) = 36 oC
Kesyon: Mas kwiv (m1)
Repons:
Prensip Black la deklare ke chalè yon objè ki gen yon tanperati ki wo degaje = chalè yon objè ki gen yon tanperati ki ba resevwa.
Q kwiv = Q dlo
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
Mas kwiv la se 120 gram.
Repons ki kòrèk la se B.
14. Twa kilogram baton plon nwa ki gen yon chalè espesifik 1400 J.kg -1 C -1 nan yon tanperati 80 oC plonje nan 10 kg dlo ki gen yon chalè espesifik 4200 J.kg -1 C -1 . Apre ekilib tèmik rive, tanperati final melanj lan se 20 oC . Tanperati inisyal dlo a se….
A. NAN oC
B. NAN oC
C. NAN oC
D. NAN oC
E. 10 oC
Pembahasan
Li konnen ke:
Mas plon (m1) = 3 kg
Chalè espesifik eten an (c1) = 1400 J.kg-1 C-1
Tanperati eten (T1) = 80 oC
Mas dlo (m2) = 10 kg
Chalè espesifik dlo a (c2) = 4200 J.kg-1 C-1
Tanperati ekilib tèmik (T) = 20 oC
Dezirab: Tanperati dlo inisyal (T2)
Repons:
Q lage = Q resevwa
Q fèblan = Q dlo
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
Tanperati dlo inisyal la se 14 degreoC.
Repons ki kòrèk la se C.
15. Yo mete glas ki gen yon mas M gram nan yon tanperati 0 oC nan dlo ki gen yon mas 340 gram nan yon tanperati 20 oC ke yo mete nan yon veso espesyal. Ann sipoze veso a pa absòbe/lage chalè. Si L glas = 80 kal g -1 , c dlo = 1 kal g -1 oC -1 , tout glas la fonn epi ekilib tèmik rive nan yon tanperati 5 oC , alò mas glas la (M) se ...
A. 60 gram
B. 68 gram
C. 75 gram
D. 80 gram
E. 170 gram
Pembahasan
Li konnen :
Mas dlo (m) = 340 gram
Tanperati glas (Tes) = 0oC
Suhu dlo (Tlè) = 20oC
Tanperati ekilib tèmik (T) = 5oC
Chalè fizyon glas (L)es) = 80 kalori g-1
Chalè espesifik dlo a (clè) = 1 kalori g-1 oC-1
Mande Mas glas (M)
Jawab :
Prensip Nwa a deklare ke nan yon sistèm fèmen izole, chalè yon objè ki gen tanperati ki wo degaje a se menm ak chalè yon objè ki gen tanperati ki ba absòbe a.
Chalè dlo a lage (Q lage) = chalè glas la absòbe (Q absòbe)
mlè clè (T) = mes Les +mes clè (T)
(340)(1)(20-5) = M (80) + M (1)(5-0)
(340)(15) = 80M + 5M
5100 = 85M
M = 5100/85
M = 60 gram
Repons ki kòrèk la se A.
Catatan:
Si yo di ke glas la gen yon tanperati 0o Lè sa a, dlo a toujou nan fòm solid. Si yo di ke tanperati dlo a se 0oC alò dlo a nan fòm likid. Fè diferans ant itilizasyon mo glas ak dlo. Paske dlo a toujou nan fòm solid oswa glas, chalè ki absòbe an premye a itilize pou fonn tout glas la an dlo, kidonk sou bò dwat ekwasyon ki anwo a, yo ajoute yon fòmil pou kalkile kantite chalè pou fonn glas la (mes LesApre tout glas la fin fonn pou l vin dlo, yo itilize plis chalè pou ogmante tanperati glas la soti nan 0oC vin tounen 5oC.
Sous kesyon an:
Kesyon fizik pou egzamen nasyonal la pou lekòl segondè/lekòl pwofesyonèl
