15 Példák a hőre és a halmazállapot-változásokra
A hőproblémák megvitatása
1. A tengervíz hőmérsékletének 1°C-kal történő emeléséhez 3900 joule hőenergia szükséges. Ha a tengervíz fajhője 3,9 × 10³ J /Kg°C, akkor a tengervíz tömege…
A. 100 kg
B. 10 kg
C. 1 XNUMX kg
D. 0,1 kg
Vita
Köztudott, hogy:
Hőmérsékletváltozás ( ΔT ) = 1 ° C
Hő (Q) = 3900 joule
A tengervíz fajhője (c) = 3,9 x 10³ J /kg°C = 3900 J/kg°C
Kérdés: A tengervíz tömege (m³)
Válasz:
Hőképlet:
Q = mc ΔT
Leírás: Q = hő, m = tömeg, c = fajhő, ΔT = hőmérsékletváltozás
m = Q / cΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1
Tehát a tengervíz tömege (m3) = 1 kilogramm
A helyes válasz a C.
2. 2 kg tömegű réz 30°C hőmérsékleten. 39 000 J hőt vesz fel. Ha a réz fajhője 390 J/kg °C, akkor a réz végső hőmérséklete...
A. 80°C
B. 50°C
30°C
D. 20°C
Vita
Köztudott, hogy:
Tömeg (m) = 2 kg
Kezdeti hőmérséklet (T1 ) = 30 ° C
Elnyelt hő (Q) = 39 000 joule
A réz fajhője (c) = 390 J/kg o C
Kérdés: A réz végső hőmérséklete ( T2 )
Válasz:
Hőképlet:
Q = mc ΔT
Leírás: Q = hő, m = tömeg, c = fajhő, ΔT = hőmérsékletváltozás
Q = mc₀ ΔT = mc₀ ( T² – T¹ )
39 000 = (2)( 390)(T2 – 30)
100 = (2)(1)(T2 – 30)
100 = (2)(T2 – 30)
50 = 2. és 30. nap között
T2 = 50 + 30
T2 = 80 ° C
A helyes válasz az A.
3. Ahhoz, hogy 5 kg víz hőmérsékletét 15°C-ról 40°C-ra emeljük, a szükséges hőmennyiség….
(a víz fajhője 4,2 × 10³ J /Kg°C)
A. 525.000 J
B. 420.000 J
C. 150.000 J
D. 21.000 J
Vita
Köztudott, hogy:
Tömeg (m) = 5 kg
Kezdeti hőmérséklet (T1 ) = 15°C
Végső hőmérséklet (T2 ) = 40°C
A víz fajhője (c) = 4,2 × 10³ J /kg°C
Kérdezett: Hő (Q)
Válasz:
Hőképlet:
Q = mc ΔT
Q = (5 kg)( 4,2 × 10³ J /kg°C)(40°C – 15°C)
Q = (5)( 4,2 × 10³ J )(25)
Q = 525 × 10³ J
Q = 525.000 joule
A helyes válasz az A.
4. 2 kg 24°C-os vizet 90°C-ra melegítünk. Ha a fajhője 4.200 joule/kg°C, akkor a víz által felvett hő...
A. 336.000 joule
Kb. 259.200 joule
Kb. 554.400 joule
D. 543.600 joule
Vita
Köztudott, hogy:
Víz tömege (m3) = 2 kg
Kezdeti hőmérséklet (T1 ) = 24°C
Végső hőmérséklet (T2 ) = 90°C
A víz fajhője (c) = 4.200 joule/kg°C
Kérdés: A víz által felvett hő (Q)….
Válasz:
Kalória:
Q = m c ΔT
Q = (2 kg)( 4.200 joule/kg°C)(90°C – 24°C)
Q = (2 kg) ( 4.200 joule/kg °C) (66 °C)
Q = (132) ( 4.200 joule)
Q = 554.400 joule
A helyes válasz a C.
5. Egy 5 gramm tömegű vizet 10°C-ról 40°C-ra melegítünk. Ha a víz fajhője 1 kcal/g°C, akkor a víz hőmérsékletének emeléséhez szükséges hőmennyiség...
A. 100 kalória
B. 150 kalória
Kb. 200 kalória
D. 400 kalória
Vita
Köztudott, hogy:
Tömeg (m) = 5 gramm
Kezdeti hőmérséklet (T1 ) = 10 ° C
Végső hőmérséklet (T2 ) = 40 ° C
A víz fajhője (c) = 1 kcal/g°C
Kérdés: Mennyi hő szükséges a víz hőmérsékletének emeléséhez?
Válasz:
Hőképlet:
Q = mc ΔT
Q = (5 gramm)( 1 kcal/ g°C)(40 ° C – 10 ° C)
Q = (5)( 1 kcal)(30)
Q = 150 kalória
A helyes válasz a B.
6. A legjobb hővezető a...
A. alumínium
B. higany
C. vas
D. üveg
Vita
Az, hogy egy anyag jól vezeti-e a hőt, az anyag típusától függ. A hővezető képességét jelző fizikai mennyiséget hővezető képességnek nevezzük. Minél nagyobb a hővezető képesség, annál jobb az anyag hővezető képessége.
Az alábbiakban több anyag hővezető képességi értékeit mutatjuk be:
Alumínium = 200 J/ms C₂O
Vas = 40 J/ms C₂O
Higany = 8,30 J/ms C₂O
Üveg = 0,84 J/ms C₂O
A fenti adatok alapján a legnagyobb hővezető képességű az alumínium.
A helyes válasz az A.
7. 0,2 kg 25 ° C hőmérsékletű vizet 42 000 joule energiával melegítünk. Ha a víz fajhője = 4200 J/kg ° C, akkor a víz végső hőmérséklete…..
A. 100 ° C
B. 80 ° C
75 ° C
D. 50 ° C
Vita
Minden mértékegység nemzetközi mértékegységben van kifejezve, kivéve a hőmérsékleti mértékegységeket, amelyek Celsiusban maradnak, mivel a hő mérésére J/kg o C mértékegységet használnak.
Köztudott, hogy:
Víz tömege (m3) = 0,2 kg
Hő (Q) = 42.000 joule
A víz fajhője (c) = 4200 J/kg o C
Kezdeti hőmérséklet (T1 ) = 25 ° C
Kérdés: Végső hőmérséklet ( T2 )
Válasz:
Hőképlet:
Q = mc₀ ΔT = mc₀ ( T² – T¹ )
Képlet leírása:
Q = hő, m = tömeg, c = fajhő, ΔT = hőmérsékletváltozás, T1 = kezdeti hőmérséklet, T2 = végső hőmérséklet
A víz végső hőmérséklete:
Q = mc( T2 – T1 )
42 000 = (0,2)(4200)(T2 – 25)
42 000 = 840 ( 2. és 25. évfolyam)
42 000 = 840 T2 – 21 000
42 000 + 21 000 = 840 T2
63 000 = 840 T2
T2 = 63 000 / 840
T2 = 75 ° C
A helyes válasz a C.
Hőmérséklet- és formaváltozások
8. A grafikon alapján 5 kg víz C-ből D-be történő átalakításához szükséges hőmennyiség (a víz fajhője = 4.200 J/kg ° C)…
A. 210.000 J
B. 420.000 J
C. 21.000.000 J
D. 42.000.000 J
Vita
Köztudott, hogy:
Víz tömege (m3) = 5 kg
A víz fajhője (c) = 4200 J/kg o C
Kezdeti hőmérséklet (T1 ) = 0 ° C
Végső hőmérséklet (T2 ) = 10 ° C
Hőmérsékletváltozás ( ΔT) = 10 ° C – 0 ° C = 10 ° C
Kérdés: Elnyelt hő (Q)
Válasz:
Hőképlet:
Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg ° C)( 10 ° C) = (5)(4200 J)( 10 ) = (50)(4200 J) = 210 000 joule
A helyes válasz az A.
9. Nézd meg az oldalsó grafikont! Az A folyamatban 200 gramm jég C-vé alakításához szükséges hőmennyiség, ha a jég fajhője 2100 J/kg ° C, és a jég olvadáshője 336 000 J/kg…..
A. 4.200 joule
Kb. 67.200 joule
Kb. 71.400 joule
D. 75.600 joule
Vita
Köztudott, hogy:
Minden mértékegységet a Nemzetközi Mértékegységrendszerben kell kifejezni.
A jég tömege (m²) = 200 gramm = 200/1000 kilogramm = 0,2 kilogramm
Fajhő (c) = 2100 J/kg ° C
A jég olvadáshője (L F ) = 336 000 J/kg
Kérdés: Mennyi hőre van szükség az A-ból C-be történő átalakuláshoz?
Válasz:
Az A-B folyamatban a jég hőt nyel el, így hőmérséklete -10 ° C-ról 0 ° C -ra emelkedik.
Az A-B folyamat során elnyelt hőmennyiséget a hőképlet segítségével számítjuk ki:
Q = mc ΔT
Képletleírás: Q = elnyelt hő, m = a jég tömege, c = a jég fajhője, ΔT = hőmérsékletváltozás
Tehát az elnyelt hő mennyisége:
Q1 = mcΔT = (0,2)( 2100)(0-(-10) = ( 0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 joule
A B-C folyamatokban hő nyelődik el, ami az összes jeget vízzé olvadtja. Ebben a folyamatban csak halmazállapot-változás történik, hőmérséklet-változás nem. A jég és a víz hőmérséklete 0 ° C marad.
A B-C folyamatokban elnyelt hőmennyiséget a hőképlet segítségével számítjuk ki:
Q2 = mL F = (0,2 kg)( 336 000 J/kg) = 67 200 joule
Az A-tól C-ig tartó folyamat során elnyelt hőmennyiség:
Q = Q1 + Q2 = 4200 joule + 67 200 joule = 71 400 joule
A helyes válasz a C.
10. Nézd meg a következő kísérleti eredménygrafikont!
Ha 2 kg vizet melegítünk, és a vízgőz hője = 2,27 x 10 6 J/kg, a víz fajhője = 4.200 J/kg ° C, és a légnyomás 1 atmoszféra, akkor a B-ből C-be vezető folyamathoz szükséges hőmennyiség...
A. 3.360 kilojoule
B. 4.540 kilojoule
Kb. 4.876 kilojoule
D. 5.212 kilojoule
Vita
Köztudott, hogy:
Víz tömege (m3) = 2 kg
A vízgőz hője (L V ) = 2,27 x 10 6 J/kg
A víz fajhője (c) = 4.200 J/kg o C
Kérdés: A B-ből C-be történő folyamat során elnyelt hőmennyiség.
Válasz:
Az A-tól B-ig tartó folyamatokban a víz által elnyelt hőt arra használják, hogy a víz hőmérsékletét 60 ° C-ról 100 ° C-ra emeljék. 1 atmoszférás légnyomáson a víz forráspontja 100 ° C, és miután eléri a 100 ° C -os hőmérsékletet , a víz nem tapasztal további hőmérséklet-változást, hanem folyékonyból gáz halmazállapotúvá alakul.
A B-C eljárásokban az elnyelt hőt arra használják, hogy az összes vizet gázzá párologtassák. Az elnyelt hő mennyiségét a következő képlettel számítják ki:
Q = mL V = (2 kg)(2,27 x 10 6 J/kg) = 4,54 x 10 6 Joule = 4540 x 10 3 Joule = 4540 kilojoule
A helyes válasz a B.
11.
Figyelj a következő grafikonra
50 gramm tömegű jeget -5°C-ról melegítünk.oC-os vízhez 60 °C-onoC víz. Ha a jég olvadáshője = 80 kcal/gramm, akkor a jég fajhője = 0,5 kcal/gramm oC, a víz fajhője = 1 kcal/gramm oC, akkor a C-ből D-be történő folyamat során szükséges hőmennyiség…
A. 125 kalória
B. 3.000 kalória
Kb. 4.000 kalória
D. 7.125 kalória
Vita
Köztudott, hogy:
A jég tömege (m³/s) = 50 gramm
Jég hőmérséklete (T es) = -5 oC
A jég fajhője (c es) = 0,5 kcal/gramm oC
A jég olvadáshője (L jég) = 80 kcal/gramm
Vízhőmérséklet (T víz) = 60 oC
A víz fajhője (c víz) = 1 kcal/gramm oC
Kérdés: A C-ből D-be történő átmenet során keletkező hőmennyiség
Válasz:
Az A-ból B-be történő folyamat során a jég hőmérséklete -5 °C-ról változik. oC-ből 0 lesz oC
A B-C folyamatokban az összes jég vízzé alakul (a szilárd anyag folyékony halmazállapotúvá válik). Ebben a folyamatban a hőmérséklet nem változik.
A C-ről D-re történő folyamatban a víz hőmérséklete 0-ról 0-ra változik. oC-ből 60 lesz oC
Az A-B folyamatban szükséges hő:
Q = mc ΔT
Q = (mes)(c)es)(0 – Tes)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 kalória
A B-C folyamatokhoz szükséges hő:
Q = m L
Q = mes Les
Q = (50)(80) = 4000 kalória
A C-D folyamatokhoz szükséges hő:
Q = mc ΔT
Q = (mlevegő)(c)levegő)(Tlevegő - 0)
Q = (50)(1)(60 - 0) = (50)(1)(60) = 3000 kalória
Az A-D folyamatokhoz szükséges hő:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 kalória
A szerző kiszámítja az egyes folyamatokhoz szükséges hőmennyiséget, hogy segítsen megérteni, hogyan kell megoldani ezt a típusú problémát. A kérdés a C-től D-ig tartó folyamatokhoz szükséges hőmennyiség.
A helyes válasz a B.
12.
A szám melletti grafikon alapján hőség 3 kg jégre van szükség az ABC folyamatához… (fajhő es = 2.100 J/kgoC, fúziós hő es = 336 000 J/kg)
A. 630 kJ
B. 819 kJ
Kb. 1071 kJ
D. 3276 kJ
Vita
A fenti grafikon a jég vízzé válásának folyamatát szemlélteti.
Az AB eljárás során hőt használnak a jég hőmérsékletének -10°C-ról történő emelésére.oC-től 0-igoC.
Q = mc (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63 000 Joule = 63 kJ (kj = kilojoule)
A BC eljárás során hőt használnak fel a jég vízzé olvasztására. Ebben a folyamatban a jég hőmérséklete nem változik.
Q = m LF
Q = (3)(336 000) = 1 008 000 joule
Az ABC folyamatban a jéghez szükséges hőmennyiség:
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
A helyes válasz a C.
13.
Figyeljen 500 gramm jég melegítési grafikonjára -10 °C hőmérsékletenoC alatt! Ha a jég fajhője 2100 J/kgoC, a víz fajhője 4.200 J/kgoC, és a jég olvadáshője 336 000 J/kg. Mennyi hőre van szükség a BCD folyamatához?
A. 31.500 J
B. 63.000 J
C. 168.000 J
D. 231.000 J
Vita
A jég tömegét grammban fejezzük ki, ezért váltsd át kilogrammra (nemzetközi egység). 500 gramm = 0,5 kg.
A BC eljárás során hőt használnak fel az összes jég vízzé olvasztására.
Q = m LF
Q = (0,5)(336 000) = 1 008 000 joule
A CD eljárás során hőt használnak a víz hőmérsékletének 0 °C-ról történő emelésére.oC-től 30-igoC
Q = mc (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30 - 0) = (0,5)(4200)(30) = 63 000 joule
A jéghez szükséges hőmennyiség a BCD folyamatban:
168 000 joule + 63 000 joule = 231 000 joule
A helyes válasz a D.
14.
Nézd meg az alábbi 1 kg jég fűtési grafikonját! Ha a jég fajhője 2.100 J/kgoC, a jég olvadáshője 336 000 J/kg, a víz fajhője pedig 4.200 J/kgoC, akkor a PQR folyamatához szükséges hőmennyiség…
A. 10.500 J
B. 21.000 J
C. 336.000 J
D. 346.500 J
Vita
A PQ eljárás során hőt használnak a jég hőmérsékletének -5 °C-ról történő emelésére.oC-től 0-igoC
Q = mc (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10 500 joule
A QR-eljárás során hőt használnak fel az összes jég vízzé olvasztására.
Q = m LF
Q = (1)(336 000) = 1 008 000 joule
A PQR folyamatban a jéghez szükséges hőmennyiség:
168 000 joule + 63 000 joule = 231 000 joule
A helyes válasz a D.
15. Nézd meg az alábbi 1 kg jég melegítési grafikonját!
Ha a jég fajhője 2.100 J/kg o C, a jég olvadáshője 336 000 J/kg, a víz fajhője pedig 4.200 J/kg o C, akkor a PQR folyamatához szükséges hő…
A. 10.500 J
B. 21.000 J
C. 336.000 J
D. 346.500 J
Vita
Köztudott, hogy:
A jég tömege = 1 kg
A jég olvadáshője (L F ) = 336 000 J/kg
A jég fajhője (c es) = 2.100 J/kg o C
A víz fajhője (c víz) = 4.200 J/kg o C
Kérdés: A PQR folyamathoz szükséges hő
Válasz:
A P-Q eljárás során hőt használnak a jég hőmérsékletének -5 ° C-ról 0 ° C-ra emelésére. A hőt a következő képlettel számítják ki: Q = mc ΔT, ahol Q = hő, m = a jég tömege, c = a jég fajhője, ΔT = a hőmérséklet -5 ° C-ról 0 ° C -ra történő változása.
A P-ből Q-ba történő átmenet során szükséges hő:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 joule
A Q-R eljárás során hőt használnak fel a jég vízzé olvasztására. Ebben a folyamatban a hőmérséklet nem változik. A hőt a következő képlettel számítják ki: Q = m L F , ahol Q = hő, m = a jég tömege, L F = a jég olvadáshője.
A folyamathoz szükséges hő Q-tól R-ig:
Q = m L F = (1) (336 000) = 336 000 Joule
Összes kalória:
10500 + 336 000 = 346 500 joule
A helyes válasz a D.
Kérdés forrása:
Általános iskola/iszlám általános iskolai természettudományos országos vizsgakérdések
