Tanperati ak chalè - pwoblèm ak solisyon
1. Sou yon tèmomèt X, pwen konjelasyon dlo a se -30 o ak pwen ebulisyon dlo a se 90 o . 60 O X = ….. o C.
Li te ye:
Pwen konjelasyon dlo a = -30 degre
Pwen ebulisyon dlo a = 90 degre
Ou vle: 60 o X = ….. o C
Solisyon:
Sou echèl Farennayt la, pwen konjelasyon dlo a se 32 ° F epi pwen ebulisyon dlo a se 212 ° F. Ant pwen konjelasyon an ak pwen ebulisyon an, 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 an ak pwen ebulisyon an, 100 ° – 0 ° = 100 °.
Sou echèl X la , pwen konjelasyon dlo a se -30 degre.
Chanje echèl X la an echèl Celsius:
2. Yon baton metal chofe a 30 degreoC a 80oC. Longè final baton an se 115 cm. Koyefisyan an nan ekspansyon lineyè is 3.10-3 oC-1. Ki longè inisyal baton metal la?
Li te ye:
Tanperati inisyal la (T1 ) = 30 ° C
Tanperati final la (T2 ) = 80 ° C
Chanjman nan tanperati a (ΔT ) = 80 oC – 30 oC = 50 oC
Koyefisyan ekspansyon lineyè a (α) = 3.10 -3 o C -1
Longè final metal la (L) = 115 cm
Longè inisyal baton metal la (L o )
Solisyon:
Ekwasyon ekspansyon lineyè a:
L = L o + ΔL
L = L o + α L o ΔT
L = L o (1 + α ΔT)
115 = L o (1 + 3.10 -3.50 )
115 = L o (1 + 150.10 -3 )
115 = L o (1 + 0.15)
115 = L o (1.15)
L o = 115 / 1.15
L = 100 cm
3. Longè inisyal yon baton kwiv se 40 cm. Apre chofaj, longè final kwiv la se 40.04 cm epi tanperati final la se 80oC. Si koyefisyan ekspansyon lineyè kwiv la se 2.0 x 10-5 oC-1, Ki tanperati inisyal baton kwiv la?
Li te ye:
Tanperati final la (T2 ) = 80 ° C
Longè inisyal la (L o ) = 40 cm
Longè final la (L) = 40.04 cm
Ogmantasyon nan longè (ΔL) = 40.04 cm – 40 cm = 0.04 cm
Koyefisyan ekspansyon lineyè a (α) = 2.0 x 10 -5 o C -1
Solisyon: Tanperati inisyal ( T1 )
Solisyon;
Ekwasyon ekspansyon lineyè a:
L = L o + α L o ΔT
L – L o = α L o ΔT
ΔL = α L o ΔT
ΔL = α L o (T 2 – T 1 )
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
4. De baton metal ki gen menm gwosè men diferan kalite, jan yo montre nan figi ki anba a. Konduktivite tèmik metal I = 4 fwa konduktivite tèmik metal II. Ki tanperati ki genyen ant de metal yo?
Li te ye:
Gwosè tou de baton yo se menm bagay la.
Konduktivite tèmik metal la I = 4k
Konduktivite tèmik metal II = k
Tanperati yon bout metal la I = 50 0 C
Tanperati yon bout metal II = 0 0 C
Rechèch: Tanperati ant de baton metal yo
Solisyon:
Ekwasyon kondiksyon chalè a:
Q/t = vitès kondiksyon chalè a , k = konduktivite tèmik , A = sifas seksyonèl la , T1 - T2 = chanjman tanperati a , l = longè baton an.
Tanperati ant de baton yo:
Tanperati a nan sant ant de baton metal yo se 40 degre Sèlsiyis.
5.
(1) Konduktivite metal la
(2) Diferans tanperati a
(3) Longè metal la
(4) Mas metal la
Faktè ki detèmine vitès kondiksyon chalè sou metal yo se...
Solisyon:
Baze sou ekwasyon kondiksyon chalè a, faktè ki detèmine vitès kondiksyon chalè sou metal yo se konduktivite metal la (k), diferans tanperati a (T) ak longè metal la (l).
6. De baton ki gen menm gwosè men diferan kalite, jan yo montre nan figi ki anba a. Konduktivite tèmik baton P a se 2 fwa konduktivite tèmik baton Q a. Ki tanperati ki genyen ant de baton yo?
Li te ye:
Toulede baton yo gen menm gwosè.
Konduktivite tèmik baton an P (k P ) = 2k
Konduktivite tèmik baton an Q (k Q ) = k
Rechèch: Tanperati ant de baton yo
Solisyon:
Ekwasyon kondiksyon chalè a:
Q/t = vitès kondiksyon chalè a , k = konduktivite tèmik , A = sifas seksyonèl la , T1 - T2 = chanjman tanperati a , l = longè baton an.
Tanperati a nan sant ant de baton yo:
8. Yo mete 100 gram lwil a 20 oC ak 50 gram fè a 75 oC nan yon veso 200 gram fè. Ogmantasyon tanperati veso a se 5 oC epi chalè espesifik lwil la se 0.43 kal/g oC . Ki chalè espesifik fè a?
Li te ye:
Mas resipyan fè a (m) = 200 gr
Tanperati inisyal resipyan fè a (T1 ) = tanperati lwil la = 20 ° C
Tanperati final resipyan fè a (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Mas lwil (m) = 100 gram
Chalè espesifik lwil la (c oil ) = 0.43 kal/g o C
Tanperati inisyal lwil la (T1 ) = 20 ° C
Tanperati final lwil la (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Mas fè (m) = 50 gram
Tanperati inisyal lwil la (T1 ) = 75 ° C
Tanperati final lwil la (T2 ) = 25 ° C
Ou vle di: Chalè espesifik fè a (c fè)
Solisyon:
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 Nwa a deklare ke nan yon sistèm izole, chalè ki lage pa objè ki pi cho a, absòbe pa objè ki pi frèt la.
Liberasyon Q = absòpsyon Q
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0.143 kal/g C
9. Yo mete 200 gram dlo a 20°C nan 50 gram glas a -2°C. Si chanjman chalè a se sèlman ant dlo ak glas, ki tanperati final melanj lan? Chalè espesifik dlo a se 1 kal/gr°C, chalè espesifik glas la se 0.5 kal/gr°C, chalè fizyon pou glas la se 80 kal/gr.
Li te ye:
Mas dlo (m² dlo ) = 200 gram
Tanperati dlo a (T dlo ) = 20 ° C
Chalè espesifik dlo a (c dlo ) = 1 kal/gr°C
Mas glas (m² glas ) = 50 gram
Tanperati glas la (T glas ) = -2 oC
Chalè espesifik glas la (c glas ) = 0.5 kal/gr°C
Chalè fizyon pou glas (L) = 80 kal/gr
Solisyon:
Chofe pou ogmante 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:
Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalori
Chalè 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
Siy plis la endike ke chalè a te ajoute, siy mwens la endike ke chalè a te libere.
Li bezwen 50 kalori chalè pou ogmante tanperati glas la a 0 ° C epi li bezwen 4000 kalori pou fonn tout glas la. Chalè total = 4050 kalori. Chalè dlo degaje a se 4000 kalori.
Gen kèk nan glas la ki pa fonn, kidonk tanperati final glas la ak dlo a se 0 oC.
10. Yo mete 200 gram aliminyòm a 20 oC nan 100 gram dlo a 80 oC nan yon veso. Chalè espesifik aliminyòm nan se 0.22 kal/g oC epi chalè espesifik dlo a se 1 kal/g oC . Ki tanperati final aliminyòm nan?
Li te ye:
Mas aliminyòm = 200 gram
Tanperati aliminyòm = 20 oC
Mas dlo = 100 gram
Tanperati dlo = 80 ° C
Chalè espesifik aliminyòm = 0.22 kal/g ° C
Chalè espesifik dlo a = 1 kal/g ° C
Wanted: Tanperati final aliminyòm nan
Solisyon:
Aliminyòm ak dlo an ekilib tèmik, kidonk tanperati final aliminyòm nan = tanperati final dlo a.
Chalè ki lage pa dlo cho a (Q lage) = chalè ki absòbe pa aliminyòm nan (Q absòbe)
m dlo c ( Δ T) = m aliminyòm c ( Δ T)
(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
11. Yo mete yon metal 50 gram a 85 °C nan 50 gram dlo a 29.8 °C. Chalè espesifik dlo a = 1 kal.g —1 .°C —1 . Tanperati final la se 37 °C. Ki chalè espesifik metal la?
Li te ye:
Mas metal la (m metal ) = 50 gram
Tanperati metal = 85 oC
Mas dlo (m² dlo ) = 50 gram
Tanperati dlo = 29,8 ° C
Chalè espesifik dlo a (c dlo ) = 1 kal.g -1 .°C -1
Tanperati final dlo a = 37 ° C
Ou vle di: Chalè espesifik yon metal (c metal)
Solisyon:
Chalè ki lage pa metal cho a (Q lage) = chalè ki absòbe pa dlo a (Q absòbe)
m metal c ( Δ T) = m dlo c ( Δ T)
(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
12. Yon blòk glas ki gen yon mas 50 gram a 0°C ak 200 gram dlo a 30°C, mete nan yon veso. . Si chalè espesifik dlo a se 1 kal.g – 1 °C –1 epi chalè fizyon pou glas la se 80 kal.g – 1. Ki tanperati final melanj lan?
Li te ye:
Mas glas (m² glas ) = 50 gram
Tanperati glas la = 0°C
Mas dlo (m² dlo ) = 200 gram
Tanperati dlo = 30 ° C
Chalè espesifik dlo a (c dlo ) = 1 kal.g – 1 °C –1
Chalè fizyon pou glas (L glas ) = 80 kal.g –1
Rechèch: Tanperati final la
Solisyon:
Estime kondisyon final la:
Chalè dlo lage pou bese tanperati li soti nan 30 ° C pou rive nan 0 ° C :
Q liberasyon = m dlo c dlo ( Δ T) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Chalè ki nesesè pou fonn tout glas la:
Q = m glas L glas = (50)(80) = 4000
Chalè ki itilize pou fonn tout glas la se 4000, alòske chalè dlo a degaje a se 6000. Nou ka konkli ke tanperati final melanj lan pi wo pase 0 ° C.
Prensip Nwa a:
Chalè dlo degaje = chalè pou fonn tout glas la + chalè pou ogmante tanperati glas la.
(m dlo )(c dlo )( Δ T) = (m glas )(L glas ) + (m glas )(c dlo )( Δ T)
(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
