דוגמה לבעיות חום

5 דוגמאות לבעיות חום

1. בדיל עם מסה של 2 קילוגרם הוא בעל חום סגולי של 130 ג'ול לק"ג ^-1 מעלות צלזיוס ^-1 . כמות החום הנספגת על ידי בדיל כדי להעלות את הטמפרטורה שלו מ-50 ^מעלות צלזיוס ל-100 ^מעלות צלזיוס היא...

דִיוּן

ידוע כי:

מסה (מ"ר) = 2 ק"ג

חום סגולי של בדיל (c) = 130 ג'ול לק"ג ^-1 C ^-1

שינוי טמפרטורה (ΔT ) = 100 ^מעלות צלזיוס – 50 ^מעלות צלזיוס = 50 ^מעלות צלזיוס

שאלה: חום (Q) הנספג על ידי פח

תשובה:

נוסחת חום:

Q = mc Δ T

תיאור: Q = חום, m = מסה, c = חום סגולי, ΔT = שינוי בטמפרטורה

חום שנספג על ידי פח:

Q = (2 ק"ג)(130 ג'ול לק"ג ^-1 ג'ול ^-1 )(50 ^מעלות צלזיוס)

ש = (100)(130)

Q = 13000 ג'אול

Q = 1,3 x ^10³ ג'אול

2. נחושת בעלת חום סגולי של 390 ג'ול ק"ג ^{-1 מעלות} צלזיוס עוברת שינוי טמפרטורה של 40 ^{מעלות צלזיוס .} אם החום הנספג על ידי הנחושת במהלך שינוי הטמפרטורה הוא 200 קלוריות, אז מסת הנחושת היא...

דִיוּן

ידוע כי:

חום סגולי של נחושת (c) = 390 ג'ול ק"ג ^{-1 או} ג'ל ^-1

שינוי טמפרטורה (ΔT ) = 40 ^מעלות צלזיוס

חום (Q) = 40 ג'אול

שאלה: מסה (מ"ר) של נחושת

תשובה:

Q = mc Δ T

40 = (מטר)( 390 )(40 ^מעלות צלזיוס)

40 = (מטר)(390 )(40)

40 = (מטר)( 390 )(4)

40 = (מטר)( 1560 )

m = 40/1560

מטר = 0,026 ק"ג

מסת הנחושת היא 26 גרם.

3. מים בעלי מסה של 20 גרם וחום סגולי של 1 קלוריות (g ^{-1 ) -1 מעלות} צלזיוס (C ^-1) הם בטמפרטורה התחלתית של 30 ^מעלות צלזיוס. קבע את השינוי בטמפרטורת המים אם כמות החום הנספגת על ידי המים היא 300 קלוריות!

דִיוּן

ידוע כי:

מסה (מ"ר) = 20 גרם

טמפרטורה התחלתית (T1 ₎ = 30 ^מעלות צלזיוס

חום סגולי של מים (c) = 1 קלוריות, גרם ^{-1 או} ג ^-1

חום (Q) = 300 קלוריות

שאלה: שינויים בטמפרטורת המים

תשובה:

Q = mc Δ T

Q = mc( _T2 – _T1 )

300 קלוריות = (20 גרם)( 1 קלוריה = 1 גרם ^{-1 מעלות} צלזיוס ^-1 )(T2 _– 30 ^מעלות צלזיוס)

300 = (20)(1)(T2 _– 30)

300 = 20 (T2 _– 30)

300 = 20 סה"כ ₂ – 600

300 + 600 = 20 _סה"כ

900 = 20 טון ₂

T2 = ₉₀₀ / 20

T2 = ₄₅ ^מעלות צלזיוס

שינויי טמפרטורה:

ΔT = 45 ^מעלות צלזיוס – 30 ^מעלות צלזיוס

ΔT = 15 ^מעלות צלזיוס

4. כמות החום הנדרשת כדי להוריד את הטמפרטורה של 4 ק"ג נוזל בעל חום סגולי של 500 ג'ול לק"ג קלווין מ-40 ^oC הופך ל-20 ^oג' הוא...
א. 20 קילו-ג'אול
ב. 30 קילו-ג'אול
כ-40 קילו-ג'אול
ד. 50 קילו-ג'אול
60 קילו-ג'אול
דיון:
זה ידוע :
מסה (מ"ר) = 4 ק"ג
חום סגולי (c) = 500 ג'ול/ק"ג קלווין = 500 ג'ול/ק"ג קלווין^o
שינוי טמפרטורה (דלתא T) = 40 ^oC - 20 ^oג = 20 ג^o
נשאל :
חום (Q)
ג'וואב :
נוסחת חום :
Q = (m)(c)(דלתא T)
Q = (4)(500)(20) = 40.000 ג'אול = 40 קילו-ג'אול
קילו ג'אול = קילו ג'אול
התשובה הנכונה היא ג'.

5. גוף מוצק בעל מסה של 2 ק"ג מחומם מטמפרטורה של 30^oC הופך ל-100^oג, דורש חום של 7 × 10⁵ ג'אול. החום הסגולי של העצם הוא...
א. 400 ג'ול/ק"ג קלווין
ב. 500 ג'ול/ק"ג קלווין
ג. 700 ג'ול/ק"ג קלווין
ד. 1000 ג'ול/ק"ג קלווין
E. 5000 ג'ול/ק"ג קלווין
דיון:
זה ידוע :
מסה (מ"ר) = 2 ק"ג
חום (Q) = 7 × 10⁵ ג'ול = 700.000 ג'ול
שינוי טמפרטורה (דלתא T) = 100 ^oC - 30 ^oג = 70 ג^o
נשאל :
חום סגולי (c)?
ג'וואב :
c = Q / m T
c = 700.000 ג'ול / (2 ק"ג)(70 ג^o) = 700.000 ג'ול / 140 ק"ג ג^o
c = 5000 ג'ול/ק"ג C^o
c = 5000 ג'ול/ק"ג קלווין
התשובה הנכונה היא ה'.