Սևամորթների սկզբունքների ըմբռնումը
Եթե բաց տարայի մեջ (օրինակ՝ դույլ) խառնենք տաք և սառը ջուր, ջերմությունը տաք ջրից կփոխանցվի սառը ջրին։ Քանի որ տարան բաց է, ջերմության մի մասը կփոխանցվի օդին։ Տարան նույնպես տաքանում է։ Տաք ջրի կողմից անջատված ջերմությունը կլանվում է ոչ միայն սառը ջրի, այլև օդի և տարայի կողմից։ Այս դեպքում դույլը ոչ մեկուսացված համակարգ է։
Երբ մենք տաք և սառը ջուր ենք խառնում փակ թերմոսում, ջերմությունը տաք ջրից փոխանցվում է սառը ջրին։ Թերմոսը մեկուսացված համակարգ է , ուստի ջերմություն չի փոխանցվում օդին կամ թերմոսին։ Տաք ջրի կողմից անջատված ջերմությունը պարզապես կլանվում է սառը ջրի կողմից, մինչև խառնուրդը հասնի ջերմային հավասարակշռության ։
Բլեքի սկզբունքը նշում է, որ մեկուսացված փակ համակարգում բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի կողմից անջատված ջերմությունը հավասար է ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի կողմից կլանված ջերմությանը։
Բլեքի հիմնական բանաձևը
Qանջատված է = Qկլանել
Նկարագրություն՝ Քանջատված է = բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի կողմից անջատված ջերմություն, Qկլանել = ցածր ջերմաստիճանի մարմինների կողմից կլանված ջերմություն։
Բլեքի սկզբունքի օրինակելի հարցեր
1. 1 կգ զանգվածով և 100°C ջերմաստիճանով տաք երկաթի կտոր oC-ն տեղադրվում է 2 կգ զանգվածով և 20°C ջերմաստիճանի ջրով լի տարայի մեջ։ oԳ. Որքա՞ն է խառնուրդի վերջնական ջերմաստիճանը։ Երկաթի տեսակարար ջերմությունը = 450 Ջ/կգ՝ Co, ջրի տեսակարար ջերմությունը = 4200 Ջ/կգ Co.
Քննարկում.
Հայտնի է :
մ երկաթ = 1 կգ, Tբեսի = 100 oC, մ ջուր = 2 կգ, Tօդային = 20 oC, c երկաթ = 450 Ջ/կգ Co, գ ջուր = 4200 Ջ/կգ Co.
Հարցրեց :
T խառնուրդ?
Ջավաբ :
Երկաթն ավելի բարձր ջերմաստիճան ունի, քան ջուրը, ուստի երկաթը ջերմություն է արձակում, ջուրը կլանում է։
(մ)(գ)(դելտա T) = (մ)(գ)(դելտա T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(450)(100-T) = (8400)(T-20)
45000 – 450T = 8400 T – 168000
45000 + 168000 = 8400 Տ + 450 Տ
213000 = 8850 Տ
T = 213000: 8850
T = 24 oC
Սուհու Ջերմային հավասարակշռության մեջ տաք երկաթի և սառը ջրի խառնուրդի վերջնական ջերմաստիճանը 24°C է։ oC.
2. 2015/2016 SMA/MA ֆիզիկայի ազգային քննության թիվ 20 հարց
0 ° C ջերմաստիճանի 75 գրամ ջուրը խառնվում է 50 գրամ ջրի հետ այնպես, որ խառնուրդի ջերմաստիճանը լինի 40 ° C, ուստի 50 գրամ ջրի սկզբնական ջերմաստիճանը...
Ա. 125 ° C
Բ. 120 ° C
C. 110 o C
Դ. 100 ° C
Ե. 80 o C
Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Ջրի զանգվածը 1 (մ 1 ) = 75 գրամ
Ջրի սկզբնական ջերմաստիճանը 1 (T 1 ) = 0 o C
Ջրի զանգվածը 2 (մ 2 ) = 50 գրամ
Խառնուրդի վերջնական ջերմաստիճանը (T) = 40 o C
Զանգվածի միավորները նույնն են, ուստի փոխակերպման կարիք չկա։
Ցանկալի է՝ ջրի սկզբնական ջերմաստիճանը 2 (T 2 )
Պատասխան՝
Բլեքի սկզբունքը նշում է, որ մեկուսացված փակ համակարգում բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի կողմից անջատված ջերմությունը հավասար է ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի կողմից կլանված ջերմությանը։
Q արտազատված = Q կլանված
մ 1 կ ( Δ T 1 ) = մ 2 կ ( Δ T 2 )
Ջրի տեսակարար ջերմունակությունը նույնն է, ուստի c-ն հանվում է հավասարումից։
մ 1 ( ΔT 1 ) = մ 2 ( ΔT 2 )
(75)(40 – 0) = (50)(T2 – 40)
(75)(40) = (50)(T 2 – 40)
3000 = 50 T 2 – 2000
3000 + 2000 = 50 T2
5000 = 50 T2
T2 = 100
Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։
3. 2015/2016 SMA/MA ֆիզիկայի ազգային քննության թիվ 20 հարց
200 գրամ մետաղը տաքացվում է մինչև 120 ° C, այնուհետև լցվում է 100 գրամ ջրի մեջ՝ 30 ° C ջերմաստիճանում: Հավասարակշռության հասնելուց հետո խառնուրդի ջերմաստիճանը դառնում է 60 ° C: Եթե ջրի տեսակարար ջերմությունը 4200 Ջ.կգ -1° C -1 է , ապա մետաղի տեսակարար ջերմությունը...
Ա. 10,5 Ջ.կգ -1o C -1
Բ. 105 Ջ.կգ -1o C -1
Գ. 150 Ջ.կգ -1o C -1
Դ. 1050 Ջ.կգ -1o C -1
E. 1500 Ջ.կգ -1o C -1
Քննարկում
Զանգվածի միավորների փոխակերպումը գրամներից կիլոգրամների (Միավորների միջազգային համակարգ)
Հայտնի է, որ՝
Մետաղական զանգվածը (մ 1 ) = 200 գրամ = 0,2 կգ
Մետաղի ջերմաստիճանը (T1 ) = 120 o C
Ջրի զանգվածը (մ² ) = 100 գրամ = 0,1 կգ
Ջրի ջերմաստիճանը (T2 ) = 30 o C
Խառնուրդի վերջնական ջերմաստիճանը (T) = 60 o C
Ջրի տեսակարար ջերմությունը (c 2 ) = 4200 Ջ.կգ -1 o C -1
Հարց՝ Մետաղի տեսակարար ջերմությունը (c 1 )
Պատասխան՝
Q արտազատված = Q կլանված
m1 c1 (ΔT1) = մ2 c2 (ΔT2)
(0,2)(c 1 )(120 – 60) = (0,1)(4200)(60 – 30)
(0,2)(c 1 )(60) = (0,1)(4200)(30)
12 կ 1 = 12600
գ 1 = 12600 / 12
գ 1 = 1050
Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։
4. 2018 թվականի SMA/MA ազգային քննության հարցեր
250 մլ եռացող ջուր (100 ° C) լցնում են 35 ° C ջերմաստիճանի 400 մլ ջուր պարունակող կաթսայի մեջ։ Ջերմային հավասարակշռության հաստատումից հետո խառնուրդի ջերմաստիճանը… (ջրի տեսակարար ջերմությունը՝ 1,0 կկալ.գր -1 ° C -1 )
Քննարկում
Հայտնի է.
Տաք ջրի ջերմաստիճանը = 100 o C
Տաք ջրի ծավալը = 250 մլ = 0,25 լիտր = 0,25 դմ³ = (0,25)(1000 սմ³ ) = 250 սմ³
Սառը ջրի ջերմաստիճանը = 35 o C
Սառը ջրի ծավալը = 400 մլ = 0,4 լիտր = 0,4 դմ³ = (0,4)(1000 սմ³ ) = 400 սմ³
Ջրի տեսակարար ջերմությունը = 1,0 կկալ.գր -1 .o C -1
Ջրի խտությունը = 1 գրամ/սմ 3
Հարց՝ Խառնուրդի ջերմաստիճան
Պատասխան՝
Հաշվարկեք տաք և սառը ջրի զանգվածը՝ օգտագործելով խտության բանաձևը.
m = ρ V
m = զանգված, ρ = խտություն, V = ծավալ
Տաք ջրի զանգվածը՝ m = ρ V = ( 1 գրամ/սմ 3 )(250 սմ 3 ) = 250 գրամ
Սառը ջրի զանգվածը՝ m = ρ V = ( 1 գրամ/սմ 3 )(400 սմ 3 ) = 400 գրամ
Հաշվարկեք խառնուրդի ջերմաստիճանը՝ օգտագործելով Բլեքի հիմնական բանաձևը.
Սառը ջրի կողմից կլանված ջերմությունը = տաք ջրի կողմից անջատված ջերմությունը
մկ Δ T = մկ Δ T
Տեսակարար ջերմությունը նույնն է, ուստի այն հանվում է հավասարումից։
մ Δ T = մ Δ T
(400)(T-35) = (250)(100-T)
400T – 14000 = 25000 – 250T
400T + 250T = 25000 + 14000
650T = 39000
T = 39000 / 650
Ջերմաստիճանը = 60 ° C
