15 Egzanp Kesyon sou Tanperati ak Chalè
Kalibrasyon tèmomèt
1. Yon tèmomèt kalibre X montre -30 °C pou pwen konjelasyon dlo a ak 90 °C pou pwen ebulisyon dlo a. Yon tanperati 60 °C pou X egal a...
A. 20 ° C
B. 45 ° C
50 degre Sèlsiyis
D. 75 ° C
E. 80 oC
Pembahasan
Li konnen ke:
Pwen konjelasyon dlo sou tèmomèt X = -30 o
Pwen ebulisyon dlo sou tèmomèt la X = 90 degre
Kesyon: 60 o X = ….. o C
Repons:
Sou echèl Farennayt la, pwen konjelasyon dlo a se 32 ° F epi pwen ebulisyon dlo a se 212 ° F. Ant pwen konjelasyon ak pwen ebulisyon dlo a, gen yon diferans 212 ° – 32 ° = 180 °.
Sou echèl Sèlsiyis la, pwen konjelasyon dlo a se 0 ° C epi pwen ebulisyon dlo a se 100 ° C. Ant pwen konjelasyon ak pwen ebulisyon dlo a, gen yon diferans 100 ° – 0 ° = 100 °.
Sou echèl X la, pwen konjelasyon dlo a se -30 ° X epi pwen ebulisyon dlo a se 90 ° X. Ant pwen konjelasyon ak pwen ebulisyon dlo a, gen yon diferans 90 ° – (-30 ° ) = 90 ° + 30 ° = 120 °.
Konvèti echèl X an echèl Celsius:
Repons ki kòrèk la se D.
Ekspansyon
2. Yo chofe yon ba metal a yon tanperati 80 oC epi longè li vin 115 cm. Si koyefisyan ekspansyon lineyè metal la se 3.10 -3 oC -1 epi tanperati inisyal metal la se 30 oC , alò longè inisyal metal la se….
A. 100 santimèt
B. 101,5 santimèt
Apeprè 102 santimèt
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Pembahasan
Li konnen ke:
Tanperati inisyal (T1 ) = 30 ° C
Tanperati final (T2 ) = 80 ° C
Chanjman tanperati (ΔT) = 80 oC – 30 oC = 50 oC
Koyefisyan ekspansyon lineyè metal la (α) = 3.10 -3 o C -1
Longè final metal la (L) = 115 cm
Dezirab: Longè inisyal metal la (L o )
Repons:
Fòmil ekspansyon longè:
Repons ki kòrèk la se A.
3. Yon baton kwiv okòmansman mezire 40 cm longè. Lè yo chofe l nan yon tanperati 80 oC longè li vin 40,04 cm. Si koyefisyan ekspansyon lineyè kwiv la se 2,0 x 10 -5 oC -1, alò tanperati inisyal baton kwiv la se….
A. 20 ° C
B. 22 ° C
25 degre Sèlsiyis
D. 30 ° C
E. 50 oC
Pembahasan
Li konnen ke:
Tanperati final (T2 ) = 80 ° C
Longè inisyal (L o ) = 40 cm
Longè final (L) = 40,04 cm
Ogmantasyon nan longè (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Koyefisyan ekspansyon lineyè kwiv la (α) = 2,0 x 10 -5 o C -1
Kesyon: Tanperati inisyal ( T1 )
Repons:
Fòmil ekspansyon metal:
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 – T1 )
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 – 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30 ° C
Repons ki kòrèk la se D.
Transfè Chalè pa Kondiksyon
4. Yo mete baton metal ki menm gwosè, men ki fèt ak metal diferan, ansanm jan yo montre nan foto ki anba a. Si konduktivite tèmik metal I a se 4 fwa konduktivite metal II a, alò tanperati a nan jonksyon de metal yo se...
A. NAN0 C
B. 40 0 C
35 0 C
D. 30 0 C
E. 25 0 C
Pembahasan
Li konnen ke:
Menm gwosè tij la
Konduktivite tèmik metal la I = 4k
Konduktivite tèmik metal II = k
Tanperati pwent metal la I = 50 0 C
Tanperati pwent metal II = 0 0 C
Kesyon: Tanperati nan jonksyon de metal yo
Repons:
Fòmil pou vitès transfè chalè pa kondiksyon:
Deskripsyon: Q/t = to transfè chalè, k = konduktivite tèmik, A = sifas, T 1 -T 2 = chanjman tanperati, l = longè baton an
Tanperati nan plan limit P ak Q:
De baton metal A ak B gen menm gwosè, kidonk sifas (A) ak longè (l) baton yo elimine nan ekwasyon an.
Repons ki kòrèk la se B.
5. Fè atansyon ak deklarasyon sa a!
(1) Konduktivite metal
(2) Diferans tanperati ant pwent metal yo
(3) Longè metal la
(4) Mas metalik
Faktè ki detèmine vitès pwopagasyon chalè nan metal yo se...
A. (1), (2) ak (3)
B. (1) ak (4)
C. (2) ak (4)
D. (3) ak (4)
E. (4) sèlman
Pembahasan
Baze sou fòmil pou vitès transfè chalè pa kondiksyon, faktè ki detèmine vitès transfè chalè a se konduktivite metal la (k), diferans tanperati ant bout metal la (T) ak longè metal la (l). Mas metal la pa gen okenn efè.
Repons ki kòrèk la se A.
6. De baton PQ ki menm gwosè, men ki gen diferan kalite metal, yo tache jan yo montre nan figi ki anba a. Si koyefisyan kondiksyon tèmik P a se de fwa plis pase koyefisyan kondiksyon tèmik Q a, alò tanperati a nan limit ant P ak Q a se...
A. 84°C
B. 78°C
C. 72°C
D. 70°C
E. 90°C
Pembahasan
Li konnen ke:
Baton PQ yo gen menm gwosè a.
Koyefisyan kondiksyon tèmik metal la P (kP ) = 2k
Koyefisyan kondiksyon tèmik metal Q (k Q ) = k
Kesyon: Tanperati nan plan limit P ak Q
Repons:
Fòmil pou vitès transfè chalè pa kondiksyon:
Deskripsyon: Q/t = to transfè chalè, k = konduktivite tèmik, A = sifas, T 1 -T 2 = chanjman tanperati, l = longè baton an
Tanperati nan plan limit P ak Q:
Baton PQ yo gen menm gwosè, kidonk A ak l elimine nan ekwasyon an.
Pa gen yon bon repons.
Chanjman Fòm
7. Yo melanje 1 kg glas nan yon tanperati 0 oC ak 0,5 kg dlo nan yon tanperati 0 oC , apre sa...
A. gen kèk dlo ki jele
B. kèk nan glas la fonn
C. tout glas la fonn
D. tout dlo a jele
E. mas glas nan dlo a rete konstan
Pembahasan
Mo glas la endike dlo nan fòm solid, alòske mo dlo a endike dlo nan fòm likid.
A 0 ° C, glas la chanje soti nan yon eta solid pou vin likid. Pou chanjman sa a nan eta a, glas la dwe absòbe chalè. Glas la melanje ak dlo, kidonk glas la dwe absòbe chalè nan dlo a. Sepandan, dlo a tou a 0 ° C, kidonk glas la pa ka absòbe chalè. Se poutèt sa, mas glas ki nan dlo a rete konstan.
Repons ki kòrèk la se E.
Prensip Nwa a
8. Nan yon veso an fè ki peze 200 gram, gen 100 gram lwil nan yon tanperati 20 oC . Nan veso a, yo mete 50 gram fè nan yon tanperati 75 oC . Si tanperati veso a ogmante pa 5 oC epi chalè espesifik lwil la = 0,43 kal/g oC , alò chalè espesifik fè a se...
A. 0,143 kal/g C
B. 0,098 kal/g C
C. 0,084 kal/ g C
D. 0,075 kal/g C
E. 0,064 kal/g C
Pembahasan
Li konnen ke:
Mas veso fè a (m) = 200 gr
Tanperati inisyal veso fè a (T1 ) = 20 ° C
Lwil la nan veso fè a, kidonk tanperati lwil la = tanperati veso fè a.
Tanperati final veso fè a (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Mas lwil (m) = 100 gram
Chalè espesifik lwil (c oil) = 0,43 kal/g o C
Tanperati lwil inisyal (T1 ) = 20 ° C
Lwil la nan yon veso pou lwil la an ekilib tèmik ak veso fè a. Donk, si tanperati final veso fè a se 25 ° C, alò tanperati final lwil la se 25 ° C.
Tanperati final lwil la (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Mas fè (m) = 50 gram
Tanperati inisyal fè a (T1 ) = 75 ° C
Fè benyen nan lwil nan yon veso, kidonk fè a an ekilib tèmik ak lwil la ak veso a. Donk, si tanperati final veso a se 25 ° C, alò tanperati final fè a se 25 ° C.
Kesyon: Chalè espesifik fè a (c fè)
Repons:
Chalè ki degaje pa fè:
Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c kalori
Chalè ki absòbe pa veso fè a:
Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c kalori
Chalè lwil absòbe:
Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 kalori
Prensip Black la deklare ke nan yon sistèm fèmen ak izole, chalè yon objè ki gen tanperati ki wo degaje a absòbe pa yon objè ki gen tanperati ki ba.
Q lage = Q absòbe
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0,143 kal/g C
Repons ki kòrèk la se A.
9. Yon vè ki gen 200 gram dlo nan yon tanperati 20°C ranpli ak 50 gram glas nan yon tanperati -2°C. Si se sèlman echanj chalè ki fèt ant dlo a ak glas la, apre ekilib rive, n ap jwenn sa ki annapre yo: (c dlo = 1 kal/gr°C; c glas = 0,5 kal/gr°C; L = 80 kal/gr)
A. tout glas la fonn epi tanperati a pi wo pase 0°C
B. tout glas la fonn epi tanperati a se 0°C
C. Se pa tout glas la ki fonn epi tanperati a se 0°C
D. tanperati tout sistèm nan anba 0°C
E. gen yon pati nan dlo a ki jele epi tanperati sistèm nan se 0°C
Pembahasan
Li konnen ke:
Mas dlo (m² dlo ) = 200 gram
Tanperati dlo ( T dlo ) = 20 oC
Chalè espesifik dlo (c dlo ) = 1 kal/gr°C
Mas glas (m es ) = 50 gram
Tanperati glas (T es ) = -2 o C
Chalè espesifik glas la (c es ) = 0,5 kal/gr°C
Chalè dlo k ap fonn (L) = 80 kal/gr
Repons:
Chalè pou ogmante tanperati glas la soti nan -2 ° C pou rive nan 0 ° C:
Q = mc ΔT
Q = (50 gram)(0,5 kal/gr°C)(0 o C – (-2 o C))
Q = (50)(0,5 kal)(2)
Q = 50 kalori
Chalè pou fonn tout glas la an dlo:
Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalori
Chofe pou bese tanperati tout dlo soti nan 20 ° C pou rive nan 0 ° C:
Q = mc ΔT
Q = (200 gram)(1 kal/gr°C)(0 oC – (20 oC ))
Q = (200)(1 kal)(-20)
Q = -4000 kalori
Yon siy pozitif vle di chalè ajoute, yon siy negatif vle di chalè lage.
Chalè ki nesesè pou ogmante tanperati glas la a 0 ° C se 50 kalori, epi chalè ki nesesè pou fonn tout glas la se 4000 kalori. Kidonk, chalè total ki nesesè pou fonn tout glas la se 4050 kalori. Chalè ki disponib la se chalè dlo a degaje a, ki se 4000 kalori.
Nou ka konkli ke chalè ki disponib la pa ase pou fonn tout glas la an dlo. Pifò nan glas la fonn an dlo, men yon ti pòsyon pa fonn. Dlo sa a ak glas ki rete a a 0 ° C.
Repons ki kòrèk la se C.
10. Yo mete yon moso aliminyòm ki gen yon mas 200 gram ak yon tanperati 20 oC nan yon veso dlo ki gen yon mas 100 gram ak yon tanperati 80 oC . Si chalè espesifik aliminyòm nan se 0,22 kal/g oC epi chalè espesifik dlo a se 1 kal/g oC , alò tanperati final aliminyòm nan pre...
A. 20 ° C
B. 42 ° C
C. 62 ° C
D. 80 ° C
E. 100 oC
Pembahasan
Li konnen ke :
Mas aliminyòm = 200 gram
Tanperati aliminyòm = 20 o C
Mas dlo = 100 gram
Tanperati dlo = 80 ° C
Chalè espesifik aliminyòm = 0,22 kal/g ° C
Chalè espesifik dlo = 1 kal/g ° C
Kesyon : tanperati final aliminyòm nan
Repons :
Aliminyòm nan nan dlo a, kidonk tanperati final aliminyòm nan = tanperati final dlo a.
Chalè dlo ki gen tanperati ki pi wo a degaje (Q degaje) = chalè aliminyòm ki gen tanperati ki pi ba a absòbe (Q absòbe)
m dlo c (ΔT) = m aliminyòm c (ΔT)
(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)
(100)(80 – T) = (44)(T – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
T = 62 ° C
Repons ki kòrèk la se C.
11. Yo plonje yon pyès monnen 50g ki gen yon tanperati 85°C nan 50g dlo ki gen yon tanperati 29,8°C (chalè espesifik dlo = 1 kal.g —1 .°C —1 ). Si tanperati final la se 37°C epi veso a pa absòbe chalè, alò chalè espesifik metal la se...
A. 0,15 kal.g -1 .°C -1
B. 0,30 kal.g -1 .°C -1
C. 1,50 kal.g -1 .°C -1
D. 4,8 kal.g -1 .°C -1
E. 7,2 kal.g -1 .°C -1
Pembahasan
Li konnen ke :
Mas metal (m metal ) = 50 gram
Tanperati metal = 85 oC
Mas dlo (m² dlo ) = 50 gram
Tanperati dlo = 29,8 ° C
Chalè espesifik dlo (c dlo ) = 1 kal.g -1 .°C -1
Tanperati final melanj lan = 37 ° C
Kesyon : chalè espesifik yon metal (c metal)
Repons :
Chalè ki metal ki gen tanperati ki pi wo a degaje (Q ki degaje) = chalè ki dlo ki gen tanperati ki pi ba a absòbe (Q absòbe)
m metal c (ΔT) = m dlo c (ΔT)
(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(c)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 kal.g -1 .°C -1
Repons ki kòrèk la se A.
12. Yo plonje yon kib glas 50 gram a 0°C nan 200 gram dlo a 30°C ki mete nan yon veso espesyal. Ann sipoze veso a pa absòbe chalè. Si chalè espesifik dlo a se 1 kal.g – 1 °C –1 epi chalè fizyon glas la se 80 kal.g –1 , alò tanperati final melanj lan se….
A. 5°C
B. 8°C
C. 11°C
D. 14°C
E. 17°C
Pembahasan
Li konnen ke :
Mas glas (m es ) = 50 gram
Tanperati glas = 0°C
Mas dlo (m² dlo ) = 200 gram
Tanperati dlo = 30 ° C
Chalè espesifik dlo (c dlo ) = 1 kal.g – 1 °C –1
Chalè glas k ap fonn (L glas ) = 80 kal.g –1
Kesyon an se : tanperati final melanj lan
Repons :
Premye estime eta final la:
Chalè dlo degaje pou bese tanperati li soti nan 30 ° C pou rive nan 0 ° C:
Q ki lach = m dlo c dlo (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Chalè ki nesesè pou fonn tout glas la:
Q fonn = m es L es = (50)(80) = 4000
Chalè ki itilize pou fonn tout glas la se sèlman 4000 alòske kantite chalè ki disponib la se 6000. Nou ka konkli ke tanperati final melanj lan pi wo pase 0 oC.
Prensip Nwa a :
Chalè dlo a lage = chalè pou fonn tout glas la + chalè pou ogmante tanperati dlo glas la
(m dlo )(c dlo )(ΔT) = (m es )(L es ) + (m es )(c dlo )(ΔT)
(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)
(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
T = 2000/250
T = 8 ° C
Repons ki kòrèk la se B.
Chanjman nan eta matyè a
13. Grafik ki anba a montre relasyon ki genyen ant tanperati (T) ak chalè (Q) ki aplike sou 1 gram solid. Kantite chalè vaporizasyon solid la se…
A. 60 kalori/gram
B. 70 kalori/gram
C. 80 kalori/gram
D. 90 kalori/gram
E. 100 kalori/gram
Diskisyon:
Chalè vaporizasyon an se kantite chalè 1 gram yon objè absòbe (oswa lage) pou chanje eta li soti nan likid pou l vin gaz (oswa soti nan gaz pou l vin likid).
Li konnen :
Chalè absòbe oubyen lage: Q = 140 kalori – 60 kalori = 80 kalori
Mas solid la: m = 1 gram
Mande :
Chalè vapè (Lv) solid?
Jawab :
Fòmil pou detèmine chalè vapè a :
Q = m Lv
Deskripsyon: Q = chalè absòbe oswa lage, m = mas sibstans lan, Lv = chalè vapè
Lv = Q / m
Lv = 80 kalori / 1 gram
Lv = 80 kalori/gram
Repons ki kòrèk la se C.
14. Anba la a se yon graf chalè kont tanperati 1 kg vapè nan presyon nòmal. Pwen ebulisyon dlo a se 2256 x 103 J/kg epi chalè espesifik dlo a se 4,2 x 103 J/kg K, alò chalè ki libere nan chanjman vapè an dlo a se…
A. 4,50 × 103 Joule
B. 5,20 × 103 Joule
C. 2,00 × 106 Joule
D. 2,26 × 106 Joule
E. 4,40 × 106 Joule
Diskisyon:
Li konnen :
Chalè vapè oswa chalè bouyi (Lv) = 2.256 x 103 J / kg
Chalè espesifik dlo a (c) = 4200 J/kg K
Mas vapè (m) = 1 kg
Mande :
Chalè ki libere (Q)?
Jawab :
Q = m Lv
Q = (1 kg)(2.256 x 103 J/kg)
Q = 2256 x 103 Joule
Q = 2,256 x 106 Joule
Repons ki kòrèk la se D.
15. Kantite chalè ki absòbe pou ogmante tanperati 2 kg dlo soti nan -2 oC rive nan 10 oC se… Chalè espesifik dlo = 4.200 J/kg Co, chalè espesifik glas = 2.100 J/kg Co, chalè fizyon dlo a (LF) = 334.000 J/kg
A. 760.400 J
B. 750.000 J
C. 668.000 J
D. 600.000 J
Lès 540.000 J
Diskisyon:
Li konnen :
Mas (m) dlo = 2 kg
Tanperati inisyal (T) = -2 oC
Tanperati final (T) = 10 oC
Chalè espesifik glas la (c es) = 2100 J/kg Co
Chalè espesifik dlo a (c dlo) = 4200 J/kg Co
Chalè fizyon dlo (L)F) = 334.000 J/kg
Mande :
Chalè absòbe (Q)?
Jawab :
Chanjman tanperati soti nan -2 oC rive nan 10 oC pase nan plizyè etap.
Etap 1, tanperati glas la ogmante soti nan -2 oC rive nan 0 oC (ogmantasyon tanperati glas la sispann nan pwen konjelasyon dlo a, ki se 0 oC)
Etap 2, tout glas la fonn (eta solid la chanje an eta likid nan tanperati konjelasyon dlo a, ki se 0 oC)
Etap 3, tanperati dlo a ogmante ankò soti nan 0 oC rive nan 10 oC)
Kidonk, apati yon tanperati -2 oC rive nan 0 oC, dlo a toujou nan fòm solid. Nan tanperati 0 oC, gen yon chanjman soti nan solid rive nan likid. Apre eta solid la chanje pou vin likid, tanperati dlo a ogmante ankò soti nan 0 oC rive nan 10 oC.
Q1 = (m)(ce es)(delta T) = (2 kg)(2100 J/kg Co) (0 oC – (-2 oC)) = (2) (2100 J) (2) = 8400 J
Q2 = (m)(LF) = (2 kg)(334.000 J/kg) = 668.000 J
Q3 = (m)(c dlo)(delta T) = (2 kg)(4200 J/kg Co) (10 oC - 0 oC)) = (2) (4200 J) (10) = 84000 J
Chalè absòbe:
Q = Q1 + K2 + K3
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 Joule
Repons ki kòrèk la se A.
Sous kesyon an:
Kesyon fizik pou egzamen nasyonal la pou lekòl segondè/lekòl pwofesyonèl
