ಕಪ್ಪು ತತ್ವದ ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

ಬ್ಲ್ಯಾಕ್‌ನ ತತ್ವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ 15 ಉದಾಹರಣೆಗಳು

1. 0,2 ಕೆಜಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಐಸ್ ಅನ್ನು 0,2 ಕೆಜಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾದೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಐಸ್ನ ತಾಪಮಾನ = – 10 ^o C, ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾದ ತಾಪಮಾನ = 40 ^o C. ಐಸ್ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 2100 J/kg C ^o , ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 4200 J/kg C ^o , ನೀರಿನ ಸಮ್ಮಿಳನದ ಶಾಖ = 334.000 J/kg. ಐಸ್ ಮತ್ತು ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಬೆರೆಸಿದರೆ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ.

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ es) = 0,2 ಕೆಜಿ
ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾ ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (m ಚಹಾ) = 0,2 ಕೆಜಿ
ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c ನೀರು) = 4180 J/kg C^o
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c es) = 2100 J/kg C^o
ನೀರಿನ ಸಮ್ಮಿಳನದ ಶಾಖ (L)_f ನೀರು) = 334.000 ಜೆ/ಕೆಜಿ
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನ (T es) = -10^oC
ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (ಟಿ ಟೀ) = 40^oC
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ (T ಮಿಶ್ರಣ) ?
ಜವಾಬ್ :
ಮೊದಲ ಹಂತ, ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿ.
0,2 ಕೆಜಿ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 40 ರಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಬೇಕಾದ ಶಾಖ^oಸಿ ನಿಂದ 0 ವರೆಗೆ^oಸಿ:
0,2 ಕೆಜಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖವು ಅದರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು -10 ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.^oಸಿ ನಿಂದ 0 ವರೆಗೆ^oಸಿ:
0,2 ಕೆಜಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖ (ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ನೀರಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ):
ಮೇಲಿನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ:
ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ Q = 33,444 kJ
Q = 4,2 kJ ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ
Q ಕರಗುವಿಕೆ = 66,8 kJ

ಬಿಸಿ ಚಹಾವು 33,44 kJ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಬಿಸಿ ಚಹಾದ ಉಷ್ಣತೆಯು 40oC ನಿಂದ 0oC ಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಕೆಲವು ಶಾಖವನ್ನು (ಸುಮಾರು 4,2 kJ) ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು -10oC ನಿಂದ 0oC ^{ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ .} 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ನೀರಾಗಿ ಕರಗಿಸಲು, 66,8 kJ ಶಾಖದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಉಳಿದ ಶಾಖವು 29,24 kJ ಆಗಿದೆ.

ಬಿಸಿ ಚಹಾದಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖವು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು -10 ^° C ನಿಂದ 0 ^° C ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು. ಕೆಲವು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳು ನೀರಾಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟಿವೆ, ಆದರೆ ಕೆಲವು ಬದಲಾಗಿಲ್ಲ. ಘನದಿಂದ ದ್ರವಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನವು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವು 0 ^° C ಆಗಿದೆ.

2. ಬಿಸಿ ಚಹಾದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ = 0,4 ಕೆಜಿ, ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ = 0,2 ಕೆಜಿ, ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಘನಗಳ ತಾಪಮಾನ = -10^oC, ಬಿಸಿ ಚಹಾ ತಾಪಮಾನ = 90^oC. ಎರಡೂ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದ್ದರೆ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ ಎಷ್ಟು?
ಚರ್ಚೆ
ಮೊದಲ ಹಂತ: ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿ
0,4 ಕೆಜಿ ಬಿಸಿ ಚಹಾ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 90 ರಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗಬೇಕಾದ ಶಾಖ^oಸಿ ನಿಂದ 0 ವರೆಗೆ^oಸಿ:
0,2 ಕೆಜಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ಪಡೆಯುವ ಶಾಖವು ಅದರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು -10 ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.^oಸಿ ನಿಂದ 0 ವರೆಗೆ^oಸಿ:
0,2 ಕೆಜಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ (ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ನೀರಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ):
ಮೇಲಿನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ:
ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ Q = 150,48 kJ
Q = 4,2 kJ ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ
Q ಕರಗುವಿಕೆ = 66,8 kJ
ಬಿಸಿ ಚಹಾವು 150,48 kJ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಬಿಸಿ ಚಹಾದ ಉಷ್ಣತೆಯು 90oC ನಿಂದ 0oC ಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಕೆಲವು ಶಾಖವನ್ನು (4,2 J) ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು -10 oC ನಿಂದ 0oC ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. ಉಳಿದ ಉಷ್ಣತೆ = 146,28 kJ.
ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ ಕೇವಲ 66,8 kJ. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. ಬಿಸಿ ಚಹಾವು ತನ್ನ ತಾಪಮಾನವು 0 ಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುವವರೆಗೆ ತನ್ನ ಎಲ್ಲಾ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.^oC. ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವು 0 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರಬೇಕು.^oC.

ಎರಡನೇ ಹಂತ: ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (T) ನಿರ್ಧರಿಸಿ
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು -10 ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ^oಸಿ ನಿಂದ 0 ವರೆಗೆ^oಸಿ 4200 ಜೆ ಆಗಿದೆ.
ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ (ಸುಪ್ತ ಶಾಖ) = 66.800 J
ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ ಕರಗುವುದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ನೀರು) 0 ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶಾಖ.^oಸಿ ಯಿಂದ ಟಿ ವರೆಗೆ^oC = (ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ)(ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಚಹಾವು ತನ್ನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 90oC ನಿಂದ T ಗೆ ಇಳಿಸಲು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಶಾಖ = (ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T

 

^{3. 90 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 60 ಗ್ರಾಂ ನೀರನ್ನು (ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 1 cal.g ^-1 . ^o C ^{-1 ) 25 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 40 ಗ್ರಾಂ ಇದೇ ರೀತಿಯ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಯಾವುದೇ ಇತರ ಅಂಶಗಳಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವು...

A. 15,4 ^oC
ಬಿ. 23,0 ^oC
C. 46,0 ^oC
D. 64,0 ^oC
ಇ. 77,0 ^oC

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 1 (ಮೀ₁) = 60 ಗ್ರಾಂ
ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 1 (T₁) = 90^oC
ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 2 (ಮೀ₂) = 40 ಗ್ರಾಂ
ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 2 (T₂) = 25^oC
ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ನೀರು (ಸಿ) = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ^-1.^oC^-1
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ಸುಹು ಅಂತಿಮ ಮಿಶ್ರಣ
ಜವಾಬ್ :
ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ (Q ಬಿಡುಗಡೆ) = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖ (Q ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ)
m₁ ಸಿ (ΔT) = ಮೀ₂ ಸಿ (ΔT)
(60)(1)(90 – ಟಿ) = (40)(1)(ಟಿ – 25)
(60)(90 – ಟಿ) = (40)(ಟಿ – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100 ಸಾವಿರ
ಟಿ = 6400/100
ಟಿ = 64^oC
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.

4. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ತುಂಡು 500 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು 30 ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ^o200 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು 90 ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನವಿರುವ ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ C ಅನ್ನು ಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ^oC. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖವು 0,22 ಕ್ಯಾಲ್/ಗ್ರಾಂ C ಎಂದು ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ^o ಮತ್ತು ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ.^o, ನಂತರ ನೀರು ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ...
A. 20,3 ^oC
ಬಿ. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
ಇ. 100 ^oC
ಚರ್ಚೆ :
ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಘಟಕ, ಗ್ರಾಂ (g) ಅನ್ನು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂ (kg) ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖವನ್ನು cal/g C ನಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.^o.
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಮೀ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ = 500 ಗ್ರಾಂ
ಸಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ = 0,22 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಜಿಸಿ^o
ಟಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ = 30 ^oC
ಮೀ ನೀರು = 200 ಗ್ರಾಂ
ನೀರು = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಜಿಸಿ^o
ಟಿ ನೀರು = 90 ^oC
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ನೀರು ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ (T)?
ಜವಾಬ್ :

ಶಾಖ ಸೂತ್ರ : Q = (m)(c)(ಡೆಲ್ಟಾ T)

Q ನೀರು = = (200 ಗ್ರಾಂ)(1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂC^o)(90) ^oಸಿ - ಟಿ)
Q ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ = (500 ಗ್ರಾಂ)(0,22 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂಸೆಲ್ಸಿಯಸ್)^o)(ಟಿ– 30 ^oC)

ಕರಿಯನ ಮೂಲ ಸೂತ್ರ : Q _{ಬಿಡುಗಡೆ} = Q _{ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.}

ನೀರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (90 ^oಸಿ) ನೀರು ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಕಡಿಮೆ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (30 ^oಸಿ) ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು. ನೀರು ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವು ನೀರಿನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರಬೇಕು ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು.
(200 ಗ್ರಾಂ)(1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸೆಂ.^o)(90) ^oಸಿ – ಟಿ) = (500 ಗ್ರಾಂ)(0,22 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(ಟಿ– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-ಟಿ) = (110)(ಟಿ-30)
೧೮೦೦೦ – ೨೦೦ ಟಿ = ೧೧೦ ಟಿ – ೩೩೦೦
18000 + 3300 = 110 ಟಿ + 200 ಟಿ
೪೨,೦೦೦ = ೮೪೦ ಟಿ.
ಟಿ = 68,7 ^oC
ನೀರು ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ 68,7. ^oC.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.

5. 80 ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 300 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಲೋಹದ ತುಂಡು ^o200 ಗ್ರಾಂ ನೀರಿನಲ್ಲಿ 40 ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ಅದ್ದಿದ C ^oC. ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ C^oಲೋಹ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ 50 ಆಗಿದ್ದರೆ^o C ಮತ್ತು ಪಾತ್ರೆಯು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳದಿದ್ದರೆ, ಲೋಹದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖವು...
ಎ. 0,15 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಬಿ. 0,22 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಸಿ. 1,50 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಡಿ. 4,8 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಇ. 7,2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಚರ್ಚೆ :
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಮೀ ಲೋಹ = 300 ಗ್ರಾಂ
ಟಿ ಲೋಹ = 80 ^oC
ಮೀ ನೀರು = 200 ಗ್ರಾಂ
ಟಿ ನೀರು = 40 ^oC
ನೀರು = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಟಿ ಲೋಹ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಂತಿಮ ಮಿಶ್ರಣ = 50 ^oC
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ಸಿ ಲೋಹ?
ಜವಾಬ್ :
Q ಲೋಹ = (m)(c)(ಡೆಲ್ಟಾ T) = (300 ಗ್ರಾಂ)(c ಲೋಹ)(80^oಸಿ - 50^oಸಿ) = (300 ಗ್ರಾಂ)(ಸಿ ಲೋಹ)(30 ಸಿ^o)
Q ನೀರು = (m)(c)(ಡೆಲ್ಟಾ T) = (200 ಗ್ರಾಂ)(1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ C^o)(60)^oಸಿ - 50^oಸಿ) = (200 ಗ್ರಾಂ)(1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(10 ಸಿ^o)

ಕರಿಯನ ಮೂಲ ಸೂತ್ರ : Q _{ಬಿಡುಗಡೆ} = Q _{ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.}

ಲೋಹವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (80 ^oಸಿ) ಲೋಹವು ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವಂತೆ, ನೀರು ಕಡಿಮೆ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (40 ^oಸಿ) ನೀರು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
(300 ಗ್ರಾಂ)(ಸಿ ಲೋಹ)(30 ಸಿ^o) = (200 ಗ್ರಾಂ)(1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(10 ಸಿ^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 ಸಿ = 2000
ಸಿ = 2000 / 9000
ಸಿ = 0,22 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o
ಲೋಹದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ 0,22 ಕ್ಯಾಲ್/ಗ್ರಾಂ ಸಿ.^o.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಬಿ.

6. ಎರಡು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಚೆಂಡುಗಳು 40 ಡಿಗ್ರಿಗಳ ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ^oC, ಎರಡು ಚೆಂಡುಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 10 ಗ್ರಾಂ ಮತ್ತು 40 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಎರಡೂ ಚೆಂಡುಗಳನ್ನು ದ್ರವದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಎರಡೂ ಚೆಂಡುಗಳ ತಾಪಮಾನವು 60 ಡಿಗ್ರಿಗಳಿಗೆ ಏರುತ್ತದೆ.^oC. ಚೆಂಡಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖವು 2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ C ಆಗಿದ್ದರೆ^o ಮತ್ತು 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ = 4,2 ಜೌಲ್‌ಗಳು, ಆಗ ಪ್ರತಿ ಚೆಂಡು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ...
ಎ. 5,04 x 10³ ಜೌಲ್
ಬಿ. ೨.೫೬ x ೧೦³ ಜೌಲ್
ಸಿ. 10,6 x 10³ ಜೌಲ್
ಡಿ. 40 x 10³ ಜೌಲ್
ಇ. 42 x 10³ ಜೌಲ್
ಚರ್ಚೆ :
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
m₁ = 10 ಗ್ರಾಂ
m₂ = 40 ಗ್ರಾಂ
T₁ = ಟಿ₂ = 40 ^oC
T _{ಅಖೀರ್} = 60 ^oC
c ಚೆಂಡು = 2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ C^o
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಚೆಂಡು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?
ಜವಾಬ್ :
ಎರಡೂ ಚೆಂಡುಗಳು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಎರಡೂ ಚೆಂಡುಗಳ ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
Q₁ = (10 ಗ್ರಾಂ)(2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(60)^oಸಿ–40^oಸಿ) = (10 ಗ್ರಾಂ)(2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(20 ಸಿ^o) = 400 ಕ್ಯಾಲ್ = (400)(4,2 ಜೆ) = 1680 ಜೌಲ್‌ಗಳು
Q₂ = (40 ಗ್ರಾಂ)(2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(60)^oಸಿ–40^oಸಿ) = (40 ಗ್ರಾಂ)(2 ಕ್ಯಾಲೋರಿ/ಗ್ರಾಂ ಸಿ^o)(20 ಸಿ^o) = 1600 ಕ್ಯಾಲ್ = (1600)(4,2 ಜೆ) = 6720 ಜೌಲ್‌ಗಳು
ಪ್ರತಿ ಚೆಂಡು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.

7. 30°C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 200 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ನೀರನ್ನು 100 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು 90°C ತಾಪಮಾನದ ಕುದಿಯುವ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. (ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗ್ರಾಂ ^-1 °C ^-1 ). ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮಿಶ್ರ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವು ....

ಎ. 10°C

ಬಿ. 30°C

ಸಿ. 50° ಸೆ

ಡಿ. 75°C

ಇ. 150°C

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 1 (ಮೀ ₁ ) = 200 ಗ್ರಾಂ

ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 1 (ಟಿ ₁ ) = 30 ^o ಸಿ

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 2 (ಮೀ ₂ ) = 100 ಗ್ರಾಂ

ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 2 (ಟಿ ₂ ) = 90 ^o ಸಿ

ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c) = 1 ಕ್ಯಾಲ್.ಗ್ರಾಂ ⁻¹ °C ⁻¹

ಕೇಳಿದಾಗ : ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ

ಉತ್ತರ :

ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ (Q ಬಿಡುಗಡೆ) = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖ (Q ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ)

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.

8. 90 ^o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 60 ಗ್ರಾಂ ನೀರನ್ನು (ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 1 cal.g ^-1 . ^o C ^{-1 ) 25 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 40 ಗ್ರಾಂ ಇದೇ ರೀತಿಯ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಯಾವುದೇ ಇತರ ಅಂಶಗಳಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವು...

ಎ. 15,4 ^ಓ ಸಿ

ಬಿ. 23,0 ^o ಸಿ

ಸಿ. 46,0 ^ಓ ಸಿ

ಡಿ. 64,0 ^ಓ ಸಿ

ಇ. 77,0 ^ಓ ಸಿ

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 1 (ಮೀ ₁ ) = 60 ಗ್ರಾಂ

ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 1 (ಟಿ ₁ ) = 90 ^o ಸಿ

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 2 (ಮೀ ₂ ) = 40 ಗ್ರಾಂ

ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 2 (ಟಿ ₂ ) = 25 ^o ಸಿ

ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c) = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು.g ^-1 . ^o C ^-1

ಕೇಳಿದಾಗ : ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ

ಉತ್ತರ :

ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ (Q ಬಿಡುಗಡೆ) = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖ (Q ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ)

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.

9. 0 ^o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ M ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು 340 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ನೀರಿನಲ್ಲಿ 20 o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ^. ಪಾತ್ರೆಯು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ/ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಭಾವಿಸೋಣ. L _{ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ} = 80 ಕ್ಯಾಲೋರಿ g ^-1 , c _ನೀರು = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ g ^{-1 o} C ^{-1 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳು ಕರಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು 5 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ತಲುಪಿದರೆ , ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (M)...

ಎ. ೫೨೧ ಗ್ರಾಂಗಳು

ಬಿ. ೫೩೦ ಗ್ರಾಂ

ಸಿ. 75 ಗ್ರಾಂ

ಡಿ. 80 ಗ್ರಾಂ

ಇ. 170 ಗ್ರಾಂ

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = 340 ಗ್ರಾಂ

ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನ (T _es ) = 0 ^o C

ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (ಟಿ _ನೀರು ) = 20 ^o ಸೆ.

ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನ (T) = 5 ^o C

ಕರಗುವ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಶಾಖ (L _{ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ} ) = 80 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ ^-1

ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c _ನೀರು ) = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ ^{-1 o} C ^-1

ಪ್ರಶ್ನೆ : ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (M)

ಉತ್ತರ :

ಬ್ಲ್ಯಾಕ್ ತತ್ವವು ಹೇಳುವಂತೆ, ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖವು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ (Q ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ) = ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಡುವ ಶಾಖ (Q ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಡುತ್ತದೆ)

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.

ಕ್ಯಾಟಟಾನ್:

^{ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು 0 o} ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದರೆ ನೀರು ಇನ್ನೂ ಘನ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ನೀರು 0 ^o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದರೆ ನೀರು ದ್ರವ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ ಮತ್ತು ನೀರು ಎಂಬ ಪದಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ. ನೀರು ಇನ್ನೂ ಘನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖವನ್ನು ಮೊದಲು ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣದ ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಸೂತ್ರವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (m _es L _es ). ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ನಂತರ, ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 0 ^o C ನಿಂದ 5 ^o C ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಾಖವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

10. 100 ^o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ತಾಮ್ರ ಲೋಹವನ್ನು 128 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು 30 ^o C ತಾಪಮಾನವಿರುವ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ 1 cal.g ^-1o C ^-1 ಮತ್ತು ತಾಮ್ರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ 0,1 cal.g ^-1o C ^{-1 . 36 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ಸಂಭವಿಸಿದರೆ , ಲೋಹದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ....

ಎ. ೫೨೧ ಗ್ರಾಂಗಳು

ಬಿ. ೫೩೦ ಗ್ರಾಂ

ಸಿ. 100 ಗ್ರಾಂ

ಡಿ. 80 ಗ್ರಾಂ

ಇ. 75 ಗ್ರಾಂ

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:

ತಾಮ್ರದ ತಾಪಮಾನ (T ₁ ) = 100 ^o C

ತಾಮ್ರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c ₁ ) = 0,1 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು ^-1o C ^-1

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ ₂ ) = 128 ಗ್ರಾಂ

ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (T ₂ ) = 30 ^o C

ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c ₂ ) = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು. ^{g -1o} C ^-1

ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನ (T) = 36 ^o C

ಪ್ರಶ್ನೆ: ತಾಮ್ರದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ ₁ )

ಉತ್ತರ :

ಬ್ಲ್ಯಾಕ್ ತತ್ವವು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಪಡೆಯುವ ಶಾಖ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಬಿ.

11. 80 ^o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 1400 J.kg ^-1 C ^-1 ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಹೊಂದಿರುವ ಮೂರು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ಕಪ್ಪು ಸೀಸದ ರಾಡ್ ಅನ್ನು 4200 J.kg ^-1 C ^-1 ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಹೊಂದಿರುವ 10 ಕೆಜಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ . ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ಸಂಭವಿಸಿದ ನಂತರ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ 20 ^o C ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನ ....

ಎ. 20 ^ಓ ಸಿ

ಬಿ. 18 ^o ಸಿ

ಸಿ. 14 ^ಓ ಸಿ

ಡಿ. 12 ^ಓ ಸಿ

ಇ. 10 ^ಓ ಸಿ

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:

ಸೀಸದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (m ₁ ) = 3 ಕೆಜಿ

ತವರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c ₁ ) = 1400 J.kg ^-1 C ^-1

ಟಿನ್ ತಾಪಮಾನ (T ₁ ) = 80 ^o C

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ ₂ ) = 10 ಕೆಜಿ

ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c ₂ ) = 4200 J.kg ^-1 C ^-1

ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನ (T) = 20 ^o C

ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: ಆರಂಭಿಕ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (T ₂ )

ಉತ್ತರ :

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.

12. 50 ಗ್ರಾಂ ನಾಣ್ಯವನ್ನು 85 ^° C ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿ , ನಂತರ 29,8 ^° C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 50 ಗ್ರಾಂ ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಅದ್ದಿ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ (ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 1 cal.g ^-1 . ^o C ^-1 ). ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನವು 37 ^° C ಆಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಪಾತ್ರೆಯ ಮೂಲಕ ಶಾಖದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಬದಲಾವಣೆಯಿಲ್ಲ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದರೆ, ಲೋಹದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖವು...

ಎ. 0,12 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು ^-1 . ^o ಸಿ ^-1

ಬಿ. 0,30 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ ^-1 . ^o ಸಿ ^-1

ಸಿ. 1,50 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ ^-1 . ^o ಸಿ ^-1

ಡಿ. 4,8 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ ^-1 . ^o ಸಿ ^-1

ಇ. 7,2 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು ^-1 . ^o ಸಿ ^-1

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:

ನಾಣ್ಯದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = 50 ಗ್ರಾಂ.

ನಾಣ್ಯದ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನ (T ₁ ) = 85 ^o C

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = 50 ಗ್ರಾಂ

ಆರಂಭಿಕ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (T ₂ ) = 29,8 ^o C

ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು .g ^-1 . ^o C ^-1

ಅಂತಿಮ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನ (T) = 37 ^o C

ಪ್ರಶ್ನೆ: ಲೋಹದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (ಸಿ)

ಉತ್ತರ :

ಬ್ಲ್ಯಾಕ್‌ನ ತತ್ವವು ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಾಖ = ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ತಲುಪುವವರೆಗೆ, ನಾಣ್ಯದಿಂದ ಶಾಖ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನಿಂದ ಶಾಖ ಹೀರಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಎಲ್ಲಾ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಗ್ರಾಂಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.

Q _{ಬಿಡುಗಡೆ} = Q _{ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ}

ಮೀ _ಲೋಹ ಸಿ ΔT = ಮೀ _ನೀರು ಸಿ ΔT

(50)(c)(85-37) = (50)(1)(37-29,8)

(50)(ಸಿ)(48) = (50)(7,2)

(50)(ಸಿ)(48) = (50)(7,2)

(ಸಿ)(48) = 7,2

ಸಿ = 7,2 / 48

c = 0,15 ಕ್ಯಾಲೋರಿಗಳು ^-1 . ^o C ^-1

^{13. 100 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ತಾಮ್ರ ಲೋಹವನ್ನು 128 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು 30 ^o C ತಾಪಮಾನವಿರುವ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ 1 cal.g ^{-1 o} C ^-1 ಮತ್ತು ತಾಮ್ರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ 0,1 cal.g ^{-1 o} C ^{-1 . 36 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ಸಂಭವಿಸಿದರೆ , ಲೋಹದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ....

ಎ. ೫೨೧ ಗ್ರಾಂಗಳು
ಬಿ. ೫೩೦ ಗ್ರಾಂ
ಸಿ. 100 ಗ್ರಾಂ
ಡಿ. 80 ಗ್ರಾಂ
ಇ. 75 ಗ್ರಾಂ

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ತಾಮ್ರದ ತಾಪಮಾನ (T₁) = 100 ^oC
ತಾಮ್ರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c₁) = 0,1 ಕ್ಯಾಲೊರಿ ಗ್ರಾಂ^{-1 o}C^-1

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ₂) = 128 ಗ್ರಾಂ
ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (T₂) = 30 ^oC
ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c₂) = 1 ಕ್ಯಾಲೊರಿ ಗ್ರಾಂ^{-1 o}C^-1

ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನ (T) = 36 ^oC
ಪ್ರಶ್ನೆ: ತಾಮ್ರದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ₁)
ಉತ್ತರ :

ಬ್ಲ್ಯಾಕ್ ತತ್ವವು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಪಡೆಯುವ ಶಾಖ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.
Q ತಾಮ್ರ = Q ನೀರು
m₁ c₁ ΔT = ಮೀ₂ c₂ .T
(m₁)(0,1)(100-36) = (128)(1)(36-30)
(m₁)(0,1)(64) = (128)(1)(6)
(m₁)(6,4) = 768
m₁ = 768/6,4
m₁ = 120
ತಾಮ್ರದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 120 ಗ್ರಾಂ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಬಿ.

^{14. 80 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 1400 J.kg ^-1 C ^-1 ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಹೊಂದಿರುವ ಮೂರು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ಕಪ್ಪು ಸೀಸದ ರಾಡ್ ಅನ್ನು 4200 J.kg ^-1 C ^-1 ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಹೊಂದಿರುವ 10 ಕೆಜಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ . ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ಸಂಭವಿಸಿದ ನಂತರ, ಮಿಶ್ರಣದ ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ 20 ^o C ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನ ....

A. 20 ^oC
ಬಿ. 18 ^oC
C. 14 ^oC
D. 12 ^oC
ಇ. 10 ^oC

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಸೀಸದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ₁) = 3 ಕೆಜಿ
ತವರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c₁) = 1400 ಜೆ.ಕೆ.ಜಿ.^-1 C^-1
ಟಿನ್ ತಾಪಮಾನ (T₁) = 80 ^oC

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ₂) = 10 ಕೆಜಿ
ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c₂) = 4200 ಜೆ.ಕೆ.ಜಿ.^-1 C^-1

ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನ (T) = 20 ^oC
ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: ಆರಂಭಿಕ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (T₂)
ಉತ್ತರ :
Q ಬಿಡುಗಡೆ = Q ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ
Q ತವರ = Q ನೀರು
m₁ c₁ ΔT = ಮೀ₂ c₂ .T
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(20-ಟಿ)
೨೫೨,೦೦೦ = ೮೪೦,೦೦೦ – ೪೨,೦೦೦ ಟಿ.
೪೨,೦೦೦ ಟಿ = ೮೪೦,೦೦೦ – ೨೫೨,೦೦೦
೪೨,೦೦೦ ಟಿ = ೫೮೮,೦೦೦
ಟಿ = 588.000 / 42.000
ಟಿ = 14
ಆರಂಭಿಕ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ 14^oC.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.

^{15. 0 o} C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ M ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು 340 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ನೀರಿನಲ್ಲಿ 20 o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ^. ಪಾತ್ರೆಯು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ/ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಭಾವಿಸೋಣ. L _{ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ} = 80 cal g ^-1 , c _ನೀರು = 1 cal g ^{-1 o} C ^-1 ಆಗಿದ್ದರೆ , ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳು ಕರಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು 5 ^{o C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ} ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ , ಆಗ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (M)...

ಎ. ೫೨೧ ಗ್ರಾಂಗಳು
ಬಿ. ೫೩೦ ಗ್ರಾಂ
ಸಿ. 75 ಗ್ರಾಂ
ಡಿ. 80 ಗ್ರಾಂ
ಇ. 170 ಗ್ರಾಂ

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = 340 ಗ್ರಾಂ
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನ (T_es) = 0^oC
ಸುಹು ನೀರು (ಟಿ_ವಾಯು) = 20^oC
ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನ (T) = 5^oC
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಸಮ್ಮಿಳನದ ಶಾಖ (L)_es) = 80 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ^-1
ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ (c_ವಾಯು) = 1 ಕ್ಯಾಲೋರಿ ಗ್ರಾಂ^{-1 o}C^-1
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (M)
ಜವಾಬ್ :

ಕಪ್ಪು ತತ್ವ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖವು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.
ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಾಖ (Q ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ) = ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಡುವ ಶಾಖ (Q ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಡುತ್ತದೆ)
m_ವಾಯು c_ವಾಯು (ಟಿ) = ಮೀ_es L_es + ಮೀ_es c_ವಾಯು ( ಟಿ)
(340)(1)(20-5) = ಎಂ (80) + ಎಂ (1)(5-0)
(340)(15) = 80 ಮಿಲಿಯನ್ + 5 ಮಿಲಿಯನ್
೫೧೦೦ = ೮೫ ಮಿಲಿಯನ್
ಎಂ = 5100/85
M = 60 ಗ್ರಾಂ
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.

ಕ್ಯಾಟಟಾನ್:
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನ 0 ಎಂದು ಹೇಳಿದರೆ^o ಆಗ ನೀರು ಇನ್ನೂ ಘನ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವು 0 ಎಂದು ಹೇಳಿದರೆ^oC ನಂತರ ನೀರು ದ್ರವ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಐಸ್ ಮತ್ತು ನೀರು ಎಂಬ ಪದಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ. ನೀರು ಇನ್ನೂ ಘನ ಅಥವಾ ಐಸ್ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ, ಮೊದಲು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖವನ್ನು ಎಲ್ಲಾ ಐಸ್ ಅನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣದ ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಐಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಸೂತ್ರವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (m_es L_es). ಎಲ್ಲಾ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ನಂತರ, ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 0 ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಾಖವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.^oಸಿ 5 ಆಗುತ್ತದೆ^oC.

ಪ್ರಶ್ನೆ ಮೂಲ:

ಹಿರಿಯ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆ/ವೃತ್ತಿಪರ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆಗಳಿಗೆ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು