Ջերմային բանաձև՝ վիճակի փոփոխություն Ջերմափոխանակում

Օրինակելի հարցեր և բանաձևեր՝ ջերմային վիճակի փոփոխության, ջերմափոխանակման, Բլեքի սկզբունքի համար

Միաձուլման ջերմություն

1. Ջրի միաձուլման ջերմությունը 80 կալորիա/գրամ է։ Սա նշանակում է…

Ա. 1 գրամ ջրի ջերմաստիճանը 1 աստիճանով բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է 80 կալորիա։
Բ. 1 գրամ ջուրը ամբողջությամբ գոլորշու վերածելու համար անհրաժեշտ է 80 կալորիա։
Գ. 1 գրամ ջրի ջերմաստիճանը պահպանելու համար անհրաժեշտ է 80 կալորիա։
Դ. 1 գրամ սառույցը ամբողջությամբ ջրի վերածելու համար անհրաժեշտ է 80 կալորիա։

Քննարկում
Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։

Ձևի փոփոխություն

2.
Նայեք հետևյալ փորձի արդյունքների գրաֆիկին։

2 կգ ջուր 60°C ջերմաստիճանում^oC-ն կգոլորշիանա։ Եթե ջրային գոլորշու ջերմությունը 2,27 x 10 է⁶ Ջ/կգ, ջրի տեսակարար ջերմությունը՝ 4200 Ջ/(կգ ^oԳ) և օդի ճնշումը 76 սմ ս.ս. է, ապա BC պրոցեսի համար անհրաժեշտ ջերմությունը կազմում է…։

Ա. 336 կիլոջոուլ
Բ. 4540 կիլոջոուլ
Մոտ 4876 կիլոջոուլ
Դ. 5212 կիլոջոուլ

Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Ջրի զանգվածը (մ) = 2 կգ
Ջրի ջերմաստիճանը (T) = 60^oC
Ջրային գոլորշու ջերմությունը (լ)_V) = 2,27 x 10⁶ Ջ/կգ
Ջրի տեսակարար ջերմությունը (c) = 4200 Ջ/(կգ ^oC)
Օդի ճնշումը (P) = 76 սմ ս.ս.
Հարց՝ BC գործընթացի համար անհրաժեշտ ջերմություն
Պատասխան՝
Գործընթաց AB = Ջուրը տաքացվում է 60°C ջերմաստիճանից^oC-ից մինչև 100^oԳ. Այս գործընթացում ջերմությունն օգտագործվում է ջրի ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար։ Ջերմությունը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով՝ Q = mc ΔT
Պրոցես BC = Ջուրը գոլորշիանում է։ Այս պրոցեսում ջերմությունը չի օգտագործվում ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար, այլ օգտագործվում է ջուրը գոլորշիացնելու համար։ Ջերմությունը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով՝ Q = մ Լ_V
Պրոցես C- = Գոլորշին տաքացվում է։ Այս պրոցեսում ջերմությունն օգտագործվում է գոլորշու ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար։ Ջերմությունը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով՝ Q = mc ΔT։
Այսպիսով, եթե ջրի ջերմաստիճանը փոխվում է, ապա օգտագործվող ջերմային բանաձևը Q = mc ΔT է, եթե ջրի ձևը փոխվում է, ապա օգտագործվող ջերմային բանաձևը Q = m L է։_V.

BC գործընթացի համար անհրաժեշտ ջերմությունը՝
Q = մ Լ_V
Q = (2 կգ)(2,27 x 10⁶ Ջ/կգ)
Q = 4,54 x 10⁶ Ջուլին
Q = 4.540.000 Ջոուլ
Q = 4.540 կիլոջոուլ
Ճիշտ պատասխանը Բ-ն է։

3. Հետևյալը ջերմություն անջատող վիճակի փոփոխությունների խմբերն են՝
Ա. Սառեցում, խտացում, սուբլիմացիա
Բ. Հալում, գոլորշիացում, բյուրեղացում
Գ. Հալում, գոլորշիացում, խտացում
Դ. Սառեցում, գոլորշիացում, սուբլիմացում
Քննարկում
Ընդհանուր առմամբ, կան վիճակի երկու տեսակի փոփոխություններ՝ վիճակի փոփոխություններ, որոնք կլանում են ջերմություն, և վիճակի փոփոխություններ, որոնք անջատում/ազատում են ջերմություն։
Ջերմություն կլանող վիճակի փոփոխության դեպքում մարմինը կլանում է ջերմություն մինչև մարմնի ջերմությունը մեծանում է, որից հետո մարմնի վիճակը փոխվում է։ Ջերմություն արտանետող վիճակի փոփոխության դեպքում մարմինը ջերմություն է արտանետում մինչև մարմնի ջերմությունը նվազում է, որից հետո մարմնի վիճակը փոխվում է։
Եթե ​​մարմինը կլանում է ջերմություն, այն անցնում է պինդ վիճակից հեղուկի, ապա գազայինի։
Եթե ​​մարմինը ջերմություն է անջատում, ապա այն անցնում է գազային վիճակից հեղուկի, ապա՝ պինդի։

Ուշադրություն դարձրեք վերևում տրված հարցի պատասխանին։
Սառեցում = մարմնի վիճակը հեղուկից պինդի է անցնում (ջերմություն է անջատվում)
Խտացում = մարմնի գազային վիճակից հեղուկի անցնելը (ջերմություն անջատելով)
Սուբլիմացիա = մարմնի վիճակը գազայինից պինդ վիճակի անցնելը (ջերմություն անջատելով)
Հալում = մարմնի վիճակի փոփոխությունը պինդ վիճակից հեղուկի (ջերմություն է կլանում)
Գոլորշիացում = մարմնի անցումը հեղուկ վիճակից գազայինի (կլանում է ջերմություն)
Բյուրեղացում = մարմնի անցումը պինդ վիճակից գազայինի (կլանում է ջերմություն)
Ճիշտ պատասխանը Ա-ն է։

Ջերմափոխանակում

4. Ապակե պատուհանը ունի 8 մմ հաստություն և 1 մ մակերես։²Եթե ​​դրսում օդի ջերմաստիճանը 30 է^oC-ում և 20-ում^oC, իսկ ապակու ջերմահաղորդականությունը՝ 0,8 Վտ/մ^oC, ապա ապակու միջով 1 ժամում անցնող էներգիայի քանակը կազմում է… մեգա ջոուլ։
A. 360
B. 36
C. 6
D. 3,6
Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Ապակու հաստությունը (լ) = 8 մմ = 8 / 1000 = 0,008 մ
Ապակե մակերես (A) = 1 մ²
Ջերմաստիճանի տարբերություն (ΔT) = 30^oC–20^oC = 10^oC
Ապակու ջերմահաղորդականությունը (k) = 0,8 Վտ/մ^oC
Ժամանակային միջակայք (t) = 1 ժամ = 60 (60 վայրկյան) = 3600 վայրկյան
Հարց՝ 1 ժամում ապակու միջով անցնող էներգիայի քանակը։
Պատասխան՝
Ջերմահաղորդականության միջոցով ջերմափոխանակման արագության բանաձևը.

1 ժամում ապակու միջով անցնող էներգիայի քանակը՝

Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։

5. Մետաղական ձողը 1 մ երկարություն ունի։ Մի ծայրը տաքացվում է 150°C հաստատուն ջերմաստիճանում։^oC, մինչդեռ մյուս ծայրը պահվում է սենյակային ջերմաստիճանում, այսինքն՝ 30^oԳ. Ձողի տաքացված ծայրից 30 սմ հեռավորության վրա գտնվող մասի ջերմաստիճանը… է։
A. 36^oC
B. 84^oC
C. 114^oC
D. 125^oC
Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Մետաղական ձողի երկարությունը (լ) = 1 մետր
Ջերմաստիճանի տարբերություն (ΔT) = 150^oC–30^oC = 120^oC
Հարց՝ ձողի այն մասի ջերմաստիճանը, որը տաքացվող ծայրից 30 սմ հեռավորության վրա է։
Պատասխան՝
Հաշվարկեք ջերմափոխանակման արագությունը ջերմահաղորդականությամբ՝

Հաշվարկեք ձողի այն մասի ջերմաստիճանը, որը գտնվում է տաքացված ծայրից 30 սմ հեռավորության վրա։
Մետաղական ձողի երկարությունը (լ) = 30 սմ = 0,3 մետր
Ջերմաստիճանի տարբերություն (ΔT) = 150–T

Ճիշտ պատասխանը C-ն է։

Հարցի աղբյուրը՝

SBMPTN ֆիզիկայի հարցեր