შავკანიანთა პრინციპების გაგება
თუ ცხელ და ცივ წყალს ღია ჭურჭელში (მაგალითად, ვედროში) შევურიოთ, სითბო ცხელი წყლიდან ცივ წყალზე გადადის. რადგან ჭურჭელი ღიაა, სითბოს ნაწილი ჰაერს გადაეცემა. ჭურჭელიც თბება. ცხელი წყლით გამოყოფილი სითბო არა მხოლოდ ცივი წყლით, არამედ ჰაერითა და ჭურჭლითაც შეიწოვება. ამ შემთხვევაში, ვედრო არაიზოლირებული სისტემაა.
როდესაც ცხელ და ცივ წყალს დახურულ თერმოსში ვურევთ, სითბო ცხელი წყლიდან ცივ წყალზე გადადის. თერმოსი იზოლირებული სისტემაა , ამიტომ სითბო არ გადაეცემა ჰაერს ან თერმოსს. ცხელი წყლით გამოყოფილი სითბო უბრალოდ შთანთქავს ცივ წყალს მანამ, სანამ ნარევი თერმულ წონასწორობას არ მიაღწევს.
ბლეკის პრინციპი გულისხმობს, რომ იზოლირებულ დახურულ სისტემაში მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტის მიერ გამოყოფილი სითბო = დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტის მიერ შთანთქმული სითბო.
ბლექის ძირითადი ფორმულა
Qლეპას = Qშთანთქმა
აღწერა: Qლეპას = მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტის მიერ გამოყოფილი სითბო, Qშთანთქმა = დაბალი ტემპერატურის ობიექტების მიერ შთანთქმული სითბო.
ბლექის პრინციპის მაგალითის კითხვები
1. 1 კგ მასის და 100 გრადუსი ტემპერატურის მქონე ცხელი რკინის ნაჭერი oC მოთავსებულია 2 კგ მასის წყლით სავსე ჭურჭელში, რომლის ტემპერატურაა 20 გრადუსი. oგ. რა არის ნარევის საბოლოო ტემპერატურა? რკინის სპეციფიკური სითბოტევადობა = 450 ჯ/კგ Co, წყლის სპეციფიკური სითბო = 4200 ჯ/კგ Co.
დისკუსია:
დიკეტაჰუი :
მ რკინა = 1 კგ, ტbesi = 100 oC, მ წყალი = 2 კგ, Tსაჰაერო = 20 oC, c რკინა = 450 ჯ/კგ Co, გ წყალი = 4200 ჯ/კგ გo.
იკითხა :
ტ მიქსი?
ჯავაბი :
რკინას წყალზე მაღალი ტემპერატურა აქვს, ამიტომ რკინა სითბოს გამოყოფს, წყალი კი სითბოს შთანთქავს.
(მ)(გ)(დელტა T) = (მ)(გ)(დელტა T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(450)(100-T) = (8400)(T-20)
45000 – 450T = 8400 T – 168000
45000 + 168000 = 8400 T + 450 T
213000 = 8850 ტონა
T = 213000 : 8850
T = 24 oC
სუჰუ ცხელი რკინისა და ცივი წყლის ნარევის საბოლოო ტემპერატურა, როდესაც ორივე თერმული წონასწორობის მდგომარეობაშია, არის 24 გრადუსი. oC.
2. 2015/2016 წლების SMA/MA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვა №20
75 გრამი წყალი 0 ° C ტემპერატურის მქონე 50 გრამ წყალთან ისეა შერეული, რომ ნარევის ტემპერატურა 40 ° C იყოს, ამიტომ 50 გრამი წყლის საწყისი ტემპერატურაა...
ა. 125 ° C
ბ. 120 ° C
C. 110 ° C
დ. 100 ° C
E. 80 ° C
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
წყლის მასა 1 (მ 1 ) = 75 გრამი
წყლის საწყისი ტემპერატურა 1 (T 1 ) = 0 o C
წყლის მასა 2 (მ 2 ) = 50 გრამი
ნარევის საბოლოო ტემპერატურა (T) = 40 o C
მასის ერთეულები იგივეა, ამიტომ გადაყვანა საჭირო არ არის.
სასურველი: წყლის საწყისი ტემპერატურა 2 ( T2 )
პასუხი:
ბლექის პრინციპი გულისხმობს, რომ იზოლირებულ დახურულ სისტემაში მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტის მიერ გამოყოფილი სითბო ტოლია დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტის მიერ შთანთქმული სითბოს.
გამოთავისუფლებული Q = შეწოვილი Q
მ 1 ც ( Δ T 1 ) = მ 2 ც ( Δ T 2 )
წყლის სპეციფიკური სითბოტევადობა იგივეა, ამიტომ c გამორიცხულია განტოლებიდან.
მ 1 ( ΔT 1 ) = მ 2 ( ΔT 2 )
(75)(40 – 0) = (50)(T2 – 40)
(75)(40) = (50)(T2 – 40)
3000 = 50 T 2 – 2000
3000 + 2000 = 50 T2
5000 = 50 T2
T2 = 100
სწორი პასუხია D.
3. 2015/2016 წლების SMA/MA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვა №20
200 გრამიანი ლითონი თბება 120 ° C-მდე, შემდეგ კი თავსდება 100 გრამ წყალში, რომლის ტემპერატურა 30 ° C-ია. წონასწორობის მიღწევის შემდეგ ნარევის ტემპერატურა 60 ° C-ის ტოლია. თუ წყლის სპეციფიკური სითბოტევადობაა 4200 ჯ.კგ -1° C -1 , მაშინ ლითონის სპეციფიკური სითბოტევადობაა...
ა. 10,5 ჯ.კგ -1o C -1
ბ. 105 ჯ.კგ -1o C -1
C. 150 ჯ.კგ -1o C -1
დ. 1050 ჯ.კგ -1o C -1
E. 1500 ჯ.კგ -1o C -1
დისკუსია
მასის ერთეულების გრამებიდან კილოგრამებად გადაყვანა (ერთეულთა საერთაშორისო სისტემა)
ცნობილია, რომ:
ლითონის მასა (მ 1 ) = 200 გრამი = 0,2 კგ
ლითონის ტემპერატურა (T1 ) = 120 ° C
წყლის მასა (მ² ) = 100 გრამი = 0,1 კგ
წყლის ტემპერატურა (T2 ) = 30 ° C
ნარევის საბოლოო ტემპერატურა (T) = 60 o C
წყლის სპეციფიკური სითბო (c 2 ) = 4200 ჯ.კგ -1 o C -1
კითხვა: ლითონის სპეციფიკური სითბო (c 1 )
პასუხი:
გამოთავისუფლებული Q = შეწოვილი Q
m1 c1 (ΔT1) = მ2 c2 (ΔT2)
(0,2)(c 1 )(120 – 60) = (0,1)(4200)(60 – 30)
(0,2)(c 1 )(60) = (0,1)(4200)(30)
12 c 1 = 12600
გ 1 = 12600 / 12
გ 1 = 1050
სწორი პასუხია D.
4. 2018 წლის SMA/MA ეროვნული გამოცდის კითხვები
250 მლ მდუღარე წყალი (100 ° C) ჩაასხით ქვაბში, რომელშიც 400 მლ წყალია 35 ° C ტემპერატურის. თერმული წონასწორობის დამყარების შემდეგ, ნარევის ტემპერატურაა… (წყლის სპეციფიკური სითბო 1,0 კალ.გრ -1 . ° C -1 )
დისკუსია
ცნობილია:
ცხელი წყლის ტემპერატურა = 100 o C
ცხელი წყლის მოცულობა = 250 მლ = 0,25 ლიტრი = 0,25 დმ 3 = (0,25)(1000 სმ 3 ) = 250 სმ 3
ცივი წყლის ტემპერატურა = 35 ° C
ცივი წყლის მოცულობა = 400 მლ = 0,4 ლიტრი = 0,4 დმ 3 = (0,4)(1000 სმ 3 ) = 400 სმ 3
წყლის სპეციფიკური სითბო = 1,0 კალ.გრ -1 .o C -1
წყლის სიმკვრივე = 1 გ/სმ 3
კითხვა: ნარევის ტემპერატურა
პასუხი:
გამოთვალეთ ცხელი და ცივი წყლის მასა სიმკვრივის ფორმულის გამოყენებით:
m = ρ V
m = მასა, ρ = სიმკვრივე, V = მოცულობა
ცხელი წყლის მასა: m = ρ V = ( 1 გ/სმ 3 )(250 სმ 3 ) = 250 გრამი
ცივი წყლის მასა: m = ρ V = ( 1 გ/სმ 3 )(400 სმ 3 ) = 400 გრამი
გამოთვალეთ ნარევის ტემპერატურა ბლექის ძირითადი ფორმულის გამოყენებით:
ცივი წყლის მიერ შთანთქმული სითბო = ცხელი წყლის მიერ გამოყოფილი სითბო
mc Δ T = mc Δ T
სპეციფიკური სითბო იგივეა, ამიტომ ის განტოლებიდან ამოღებულია.
m Δ T = m Δ T
(400)(T-35) = (250)(100-T)
400T – 14000 = 25000 – 250T
400T + 250T = 25000 + 14000
650T = 39000
T = 39000 / 650
ტემპერატურა = 60 ° C
