9 מסת חום חום סגולי שינוי הטמפרטורה - בעיות ופתרונות
1. עופרת במשקל 2 ק"ג מחוממת מ 50oC כדי 100oג חום סגולי של עופרת הוא 130 ג'ול לק"ג1 מעלות צלזיוסC-1. כמה חוֹם נספג על ידי העופרת?
ידוע:
מסה (מ) = 2 ק"ג
החום הסגולי (ג) = 130 ג'ול לק"ג-1C-1
השינוי בטמפרטורה (Δט) = 100oC - 50oC = 50oC
מבוקש: חום (ש)
פתרון:
Q = mc ΔT
ש = חוֹם, m = מסה, c = החום הסגולי, ΔT= השינוי בטמפרטורה
החום שנספג על ידי עופרת:
Q = (2 ק"ג)(130 ג'ול לק"ג-1C-1)(50oC)
ש = (100)(130)
ש = 13,000 ג'אול
ש = 1.3 x 104 ג'אוּל
2. החום הסגולי של נחושת הוא 390 ג'ול/קלו-ג'ולg oC, השינוי בטמפרטורה הוא 40oC. אם הנחושת סופגת 40 ג'אול של חום, מהי המסה של הנחושת?
ידוע:
החום הסגולי של נחושת (ג) = 390 ג'ול/קלוgoC
השינוי בטמפרטורה (Δט) = 40oC
חום (ש) = 40 J
מבוקש: מסה (מ') של נחושת
פתרון:
Q = mc ΔT
40 J = (מ)(390 ג'ול/קלוg oג)(40oC)
40 = (מ)(390 /kז)(40)
40 = (מ)(390 לק"ג)(4)
40 = (מ)(1560 לק"ג)
מ '= 40 / 1560
מ '= קילו 0.026
מטר = 26 גרם
3. הטמפרטורה ההתחלתית של 20 גרם מים היא 30oג. החום הסגולי של מים הוא 1 קלוריות/גרם-1 oC-1אם מים סופגים 300 קלוריות של חום, קבעו את הטמפרטורה הסופית!
ידוע:
מסה (מ"ר) = 20 גרם
הטמפרטורה ההתחלתית (T1) = 30oC
החום הסגולי של המים (ג) = 1 קלוריות גרם-1 oC-1
חום (Q) = 300 קלוריות
מבוקש: הטמפרטורה הסופית של המים
פתרון:
Q = mc ΔT
300 קלוריות = (20 גרם)1 קלוריות גרם-1 oC-1)(T2-30)
300 = (20)(1)(T2-30)
300 = 20 (T2-30)
300 = 20T2 - 600
300 + 600 = 20T2
900 = 20T2
T2 = 900/20
T2 = 45
שינוי הטמפרטורה הוא 45oC - 30oC = 15oC.
4. Tהשינוי בטמפרטורה של מי הים is 1oC כאשר מים סופגים 3900 ג'אול של חום. החום הסגולי של מי הים הוא 3.9 × 103 J/kג°C, מהי המסה של מי הים.
ידוע:
השינוי בטמפרטורה (Δט) = 1oC
חום (Q) = 3900 ג'אול
החום הסגולי של מי הים (ג) = 3.9 x 103 J/kגרם°C = 3900 ג'ול/ק"ג°C
מבוקש: מסה (מ ')
פתרון:
Q = mc ΔT
ש = חוֹם, m = מסה, c = חום סגולי, ΔT= השינוי בטמפרטורה
מ = ש / ג ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 kg
5. נחושת במשקל 2 ק"ג סופג 39,000 ג'ול של חום ב-30 מעלות צלזיוס. אם החום הסגולי של נחושת הוא 390 ג'ול/ק"ג מעלות צלזיוס, מהי הטמפרטורה הסופית של הנחושת...
ידוע:
מסה (מ"ר) = 2 ק"ג
טמפרטורה התחלתית (T1) = 30oC
חום (Q) = 39,000 ג'אול
חום ספציפי (ג) של נחושת = 390 ג'ול/ק"ג oC
רצה : הטמפרטורה הסופית (T2)
פתרון:
Q = mc ΔT
ש = חוֹם, m = מסה, c = חום סגולי, ΔT = השינוי בטמפרטורה
Q = mc² ΔT = mc² (T2 ת1)
39,000 = (2)(390)(ת2 - 30)
100 = (2)(1)(T2 - 30)
100 = (2)(T2 - 30)
50=T2 - 30
T2 = 50 + 30
T2 = 80oC
6. מים במשקל 5 ק"ג מחוממים מ-15 מעלות צלזיוס ל-40 מעלות צלזיוס. מהו החום שנספג על ידי המים? חום סגולי של מים הוא 4.2 × 103 ג'אול/ק"ג מעלות צלזיוס
ידוע:
מסה (מ"ר) = 5 ק"ג
טמפרטורה התחלתית (T1) = 15°C
טמפרטורה סופית (T2) = 40°C
חום סגולי של מים (ג) = 4.2 × 103 ג'אול/ק"ג°צלזיוס
מבוקש: חום (ש)
פתרון:
Q = mc ΔT
Q = (5 ק"ג)(4.2 × 103 ג'אול/ק"ג°C)(40°C – 15°C)
ש = (5)(4.2 × 103 י)(25)
ש = 525 x 103 J
Q = 525,000 ג'אול
7. מים במשקל 2 ק"ג מחוממים מ-24 מעלות צלזיוס ל-90 מעלות צלזיוס. מהו החום שנספג על ידי המים? חום סגולי של מים הוא 4.2 × 103 ג'אול/ק"ג מעלות צלזיוס
ידוע:
מסה (מ"ר) = 2 ק"ג
טמפרטורה התחלתית (T1) = 24°C
טמפרטורה סופית (T2) = 90°C
חום סגולי של מים (c) = 4,200 ג'אול/ק"ג°C
מבוקש :: חום (ש)
פתרון:
ש = מ' c ΔT
Q = (2 ק"ג)(4,200 ג'אול/ק"ג°C)(90°C – 24°C)
Q = (2 ק"ג)(4,200 ג'אול/ק"ג°C)(66°C)
ש = (132)(4,200 ג'אול)
Q = 554,400 ג'אול
8. 5 גרם מים מחוממים מ-10 מעלות צלזיוס ל-40 מעלות צלזיוס. מהו החום שנספג על ידי המים? חום סגולי של מים הוא 1 × 103 סיד/grמעלות צלזיוס
ידוע:
מסה (מ"ר) = 5 גרם
טמפרטורה התחלתית (T1) = 10oC
טמפרטורה סופית (T2) = 40oC
חום סגולי של מים (ג) = 1 cאל/גר°C
רצה : חום
פתרון:
Q = mc ΔT
Q = (5 גרם)(1 קלוריות/גרם°C)(40oC - 10oC)
ש = (5)(1 cאל)(30)
ש = 150 קלוריות
9. מים במשקל 0.2 ק"ג סופגים 42,000 ג'אול של חום ב 25oג. החום הסגולי של מים הוא 4200 ג'ול לק"ג oג', מהי הטמפרטורה הסופית של המים.
ידוע:
מסה של מים (מ) = 0.2 ק"ג
חום (Q) = 42,000 ג'אול
חום סגולי של מים (ג) = 4200 ג'ול/ק"ג oC
טמפרטורה התחלתית (T1) = 25oC
מבוקש: טמפרטורה סופית (T2)
פתרון:
Q = mc ΔT = mc (T2 ת1)
ש = חוֹם, m = מסה, c = חום סגולי, ΔT = השינוי בטמפרטורה, T1 = הטמפרטורה ההתחלתית, T2 = הטמפרטורה הסופית
Q = mc² (T2 ת1)
42,000 = (0.2)(4200)(T2 - 25)
42,000 = 840 (סה"כ)2 - 25)
42,000 = 840 טון2 - 21,000
42,000 + 21,000 = 840 טון2
63,000 = 840 טון2
T2 = 63,000/840
T2 = 75oC
- המרת סולמות טמפרטורה
- התרחבות לינארית
- הרחבת שטח
- הרחבת נפח
- חום
- המקבילה המכנית של חום
- חום סגולי וקיבול חום
- חום סמוי, חום היתוך, חום אידוי
- שימור אנרגיה להעברת חום
