Juodojo principo pavyzdžių klausimai

15 Bleko principo klausimų pavyzdžių

1. 0,2 kg sveriantis ledas sumaišomas su 0,2 kg sveriančia šilta arbata. Ledo temperatūra = – 10^oC, šiltos arbatos temperatūra = 40^oC. Ledo savitoji šiluma = 2100 J/kg C^o, savitoji vandens šiluma = 4200 J/kg C^o, vandens lydymosi šiluma = 334 000 J/kg. Jei izoliuotoje uždaroje sistemoje sumaišomi ledas ir karšta arbata, nustatykite galutinę mišinio temperatūrą.

Pembahasanas
Yra žinoma :
Ledo masė (m³/s) = 0,2 kg
Šilto arbatos vandens masė (m arbatos) = 0,2 kg
Vandens savitoji šiluma (c vanduo) = 4180 J/kg C^o
Ledo savitoji šiluma (c es) = 2100 J/kg C^o
Vandens lydymosi šiluma (L)_f vanduo) = 334 000 J/kg
Ledo temperatūra (T es) = -10^oC
Šilto arbatos vandens temperatūra (T arbata) = 40^oC
Paklausta : galutinė mišinio temperatūra (T mišinys)?
Jawab :
Pirmas žingsnis – įvertinti galutinę būseną.
Šiluma, kurią turi išskirti vanduo, kad 0,2 kg šiltos arbatos temperatūra sumažėtų nuo 40 °C.^oNuo C iki 0^oC:
Šiluma, kurią sugeria 0,2 kg ledo, kad pakiltų jo temperatūra nuo -10^oNuo C iki 0^oC:
Šiluma, sugeriama ištirpdant 0,2 kg ledo (šiluma, reikalinga visam ledui paversti vandeniu):
Remiantis aukščiau pateiktais skaičiavimais, gauti šie rezultatai:
Išsiskyręs Q = 33,444 kJ
Gautas Q = 4,2 kJ
Q lydymosi temperatūra = 66,8 kJ

Kai karšta arbata išskiria 33,44 kJ šilumos, karštos arbatos temperatūra pasikeičia nuo 40 °C iki 0 °C. Dalis išsiskyrusios šilumos (apie 4,2 kJ) panaudojama ledo temperatūrai pakelti nuo -10 °C iki 0 °C. ^oNuo C iki 0^oC. 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. Norint ištirpinti visą ledą ir paversti jį vandeniu, reikia 66,8 kJ šilumos. Likusi šiluma yra 29,24 kJ.

Galima daryti išvadą, kad šiltos arbatos išskiriama šiluma naudojama tik ledo temperatūrai pakelti nuo -10 ^oNuo C iki 0^oC ir ištirpdo dalį ledo. Dalis ledo virto vandeniu, dalis – ne. Mišiniui keičiantis iš kietos į skystą būseną, temperatūra nekinta. Todėl galutinė mišinio temperatūra yra 0.^oC.

2. Karštos arbatos masė = 0,4 kg, ledo masė = 0,2 kg, ledo kubelių temperatūra = -10^oC, karštos arbatos temperatūra = 90^oC. Jei abu sumaišomi, kokia yra galutinė mišinio temperatūra?
Pembahasanas
Pirmas žingsnis: įvertinkite galutinę būseną
Šiluma, kurią turi išskirti vanduo, kad 0,4 kg karšto arbatos vandens temperatūra sumažėtų nuo 90 °C.^oNuo C iki 0^oC:
Šiluma, kurią gauna 0,2 kg ledo, kad pakiltų jo temperatūra nuo -10^oNuo C iki 0^oC:
Šiluma, reikalinga 0,2 kg ledo ištirpdyti (šiluma, reikalinga visam ledui paversti vandeniu):
Remiantis aukščiau pateiktais skaičiavimais, gauti šie rezultatai:
Išsiskyręs Q = 150,48 kJ
Gautas Q = 4,2 kJ
Q lydymosi temperatūra = 66,8 kJ
Kai karšta arbata išskiria 150,48 kJ šilumos, karštos arbatos temperatūra pasikeičia nuo 90 °C iki 0 °C. Dalis išsiskyrusios šilumos (4,2 J) panaudojama ledo temperatūrai pakelti nuo -10 °C iki 0 °C. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. Likusi šiluma = 146,28 kJ.
Visą ledą ištirpinti į vandenį reikia tik 66,8 kJ šilumos. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. Karštai arbatai nereikia išskirti visos šilumos, kol jos temperatūra nenukrenta iki 0.^oC. Apibendrinant, galutinė mišinio temperatūra turi būti didesnė nei 0^oC.

Antras žingsnis: nustatykite galutinę temperatūrą (T)
Šiluma, reikalinga ledo temperatūrai pakelti nuo -10^oNuo C iki 0^oC yra 4200 J.
Šiluma, reikalinga visam ledui ištirpinti į vandenį (latentinė šiluma) = 66 800 J
Šiluma, reikalinga vandens (vandens, susidariusio ištirpus visam ledui) temperatūrai pakelti nuo 0^oC iki T^oC = (ledo masė)(vandens savitoji šiluma)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
Šiltos arbatos išskiriama šiluma, kai jos temperatūra sumažėja nuo 90 °C iki T = (vandens tankis)(90 - T) = (0,4)(4180)(90 - T) = 1672 (90 - T) = 150 480 – 1672 T

 

3. 60 gramų vandens, kurio temperatūra 90 °C^oC (vandens savitoji šiluma = 1 kcal.g)^-1.^oC^-1) sumaišytas su 40 gramų panašaus vandens, kurio temperatūra yra 25^oC. Jei šiam procesui įtakos neturi jokie kiti veiksniai, tai galutinė mišinio temperatūra yra…

A. 15,4 ^oC
B. 23,0 ^oC
C. 46,0 ^oC
D. 64,0 ^oC
E. 77,0 m ^oC

Pembahasanas
Yra žinoma :
Vandens masė 1 (m₁) = 60 gramų
Vandens temperatūra 1 (T₁) = 90^oC
Vandens masė 2 (m₂) = 40 gramų
Vandens temperatūra 2 (T₂) = 25^oC
Savitoji šiluma vanduo (c) = 1 kcal/g^-1.^oC^-1
Paklausta : suhu galutinis mišinys
Jawab :
Aukštos temperatūros vandens išskiriama šiluma (išsiskyrusi Q) = žemos temperatūros vandens sugeriama šiluma (sugeriama Q)
m₁ c (ΔT) = m₂ c (ΔT)
(60)(1)(90 – T) = (40)(1)(T – 25)
(60)(90 – T) = (40)(T – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100 t
T = 6400/100
T = 64 m^oC
Teisingas atsakymas yra D.

4. Aliuminio gabalo masė yra 500 gramų, o temperatūra – 30 °C. ^oC įdedamas į indą su 200 gramų masės ir 90 laipsnių temperatūros vandeniu. ^oC. Jei žinoma, kad aliuminio savitoji šiluma yra 0,22 cal/g C^o o vandens savitoji šiluma yra 1 kcal/g C^o, tada galutinė vandens ir aliuminio temperatūra yra...
A. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
E. 100 m ^oC
Diskusija:
Masės vieneto gramų (g) nereikia konvertuoti į kilogramus (kg), nes aliuminio ir vandens savitoji šiluma išreiškiama cal/g C.^o.
Yra žinoma :
m aliuminio = 500 gramų
c aliuminio = 0,22 cal/gC^o
T aliuminis = 30 ^oC
m vandens = 200 gramų
c vanduo = 1 cal/gC^o
T vanduo = 90 ^oC
Paklausta :
Galutinė vandens ir aliuminio temperatūra (T)?
Jawab :

Šilumos formulė Q = (m)(c)(ΔT)

Q vanduo = = (200 gramų)(1 kcal/gC^o) (90 ^oC–T)
Q aliuminio = (500 gramų) (0,22 kal/gC)^o)(T– 30 ^oC)

Pagrindinė Bleko formulė :Q _lepas = Q _Serap

Vanduo turi aukštesnę pradinę temperatūrą (90 ^oC), kad vanduo išskirtų šilumą, aliuminio pradinė temperatūra yra žemesnė (30 ^oC), kad aliuminis sugertų šilumą. Galutinė vandens ir aliuminio mišinio temperatūra turi būti žemesnė už pradinę vandens temperatūrą ir aukštesnė už pradinę aliuminio temperatūrą.
(200 gramų) (1 kcal/gC)^o) (90 ^oC – T) = (500 gramų) (0,22 kalorijos/g C^o)(T– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90 – T) = (110)(T – 30)
18000 – 200 T = 110 T – 3300
18000 + 3300 = 110 T + 200 T
21300 = 310 T
T = 68,7 m ^oC
Galutinė vandens ir aliuminio mišinio temperatūra yra 68,7 ^oC.
Teisingas atsakymas yra C.

5. 300 gramų masės metalo gabalas, kurio temperatūra yra 80 °C ^oC, panardintas į 200 gramų 40 laipsnių vandens ^oC. Vandens savitoji šiluma = 1 cal/g C^oJei galutinė metalo ir vandens mišinio temperatūra yra 50^o C ir indas nesugeria šilumos, tai metalo savitoji šiluma yra…
A. 0,15 kalorijos/g C^o
B. 0,22 kalorijos/g C^o
C. 1,50 kalorijos/g C^o
D. 4,8 kal/g C^o
E. 7,2 kalorijos/g C^o
Diskusija:
Yra žinoma :
m metalo = 300 gramų
T metalas = 80 ^oC
m vandens = 200 gramų
T vanduo = 40 ^oC
c vanduo = 1 cal/g C^o
Galutinis metalo ir vandens mišinio T = 50 ^oC
Paklausta :
c metalas?
Jawab :
Q metal = (m)(c)(ΔT) = (300 gramų)(c metal)(80)^oC - 50^oC) = (300 gramų)(c metalo)(30 C^o)
Q vanduo = (m)(c)(ΔT) = (200 gramų)(1 kcal/g C^o) (60^oC - 50^oC) = (200 gramų)(1 kcal/g C^o)(10 °C^o)

Pagrindinė Bleko formulė :Q _lepas = Q _Serap

Metalo pradinė temperatūra yra aukštesnė (80 ^oC), kad metalas išskirtų šilumą, vanduo pradinėje temperatūroje būtų žemesnė (40 ^oC), kad vanduo sugertų šilumą.
(300 gramų)(c metalas)(30 °C)^o) = (200 gramų)(1 kal/g C^o)(10 °C^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 c = 2000
c = 2000 / 9000
c = 0,22 kal/g C^o
Metalo savitoji šiluma yra 0,22 kcal/g C.^o.
Teisingas atsakymas yra B.

6. Du vienodi kamuoliukai turi tą pačią 40 laipsnių temperatūrą. ^oC, dviejų rutuliukų masė yra atitinkamai 10 gramų ir 40 gramų. Abu rutuliukai panardinami į skystį, kad abiejų rutuliukų temperatūra pakiltų iki 60^oC. Jei rutulio savitoji šiluma yra 2 cal/gr C^o ir 1 kalorija = 4,2 džauliai, tai kiekvieno kamuoliuko sugeriamos šilumos skirtumas yra...
A. 5,04 x 10³ Džaulio
B. 7,50 x 10³ Džaulio
Maždaug 10,6 x 10³ Džaulio
D. 40 x 10³ Džaulio
E. 42 x 10³ Džaulio
Diskusija:
Yra žinoma :
m₁ = 10 gramo
m₂ = 40 gramo
T₁ = T.₂ = 40 ^oC
T _akhir = 60 ^oC
c rutulys = 2 kalorijos/gr C^o
Paklausta :
Koks yra kiekvieno rutulio sugertos šilumos skirtumas?
Jawab :
Abiejų rutulių temperatūra pakyla, nes abu rutuliai turi sugerti šilumą.
Q₁ = (10 g)(2 kal./g C^o) (60^oC–40^oC) = (10 g)(2 kal./g C^o)(20 °C^o) = 400 cal = (400) (4,2 J) = 1680 džaulių
Q₂ = (40 g)(2 kal./g C^o) (60^oC–40^oC) = (40 g)(2 kal./g C^o)(20 °C^o) = 1600 cal = (1600) (4,2 J) = 6720 džaulių
Kiekvieno rutulio sugeriamos šilumos skirtumas:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
Teisingas atsakymas yra A.

7. 200 gramų masės vanduo, kurio temperatūra 30 °C, sumaišomas su 100 gramų masės verdančiu vandeniu, kurio temperatūra 90 °C. (Vandens savitoji šiluma = 1 kcal/g.)^-1° C^-1). Sumaišyto vandens temperatūra terminės pusiausvyros metu yra….

A. 10°C

B. 30 XNUMX °C

C. 50 XNUMX °C

D. 75 XNUMX °C

Į. 150°C

Pembahasanas

Yra žinoma :

Vandens masė 1 (m₁) = 200 gramų

Vandens temperatūra 1 (T₁) = 30^oC

Vandens masė 2 (m₂) = 100 gramų

Vandens temperatūra 2 (T₂) = 90^oC

Vandens savitoji šiluma (c) = 1 kcal.gram^-1° C^-1

Paklausta : galutinė mišinio temperatūra

Jawab :

Aukštos temperatūros vandens išskiriama šiluma (išsiskyrusi Q) = žemos temperatūros vandens sugeriama šiluma (sugeriama Q)

Teisingas atsakymas yra C.

8. net 60 gramų esant 90 laipsnių temperatūrai^oC (vandens savitoji šiluma = 1 kcal.g)^-1.^oC^-1) sumaišytas su 40 gramų panašaus vandens, kurio temperatūra yra 25^oC. Jei šiam procesui įtakos neturi jokie kiti veiksniai, tai galutinė mišinio temperatūra yra…

A. 15,4 ^oC

B. 23,0 ^oC

C. 46,0 ^oC

D. 64,0 ^oC

E. 77,0 m ^oC

Pembahasanas

Yra žinoma :

Vandens masė 1 (m₁) = 60 gramų

Vandens temperatūra 1 (T₁) = 90^oC

Vandens masė 2 (m₂) = 40 gramų

Vandens temperatūra 2 (T₂) = 25^oC

Vandens savitoji šiluma (c) = 1 kcal.g^-1.^oC^-1

Paklausta : galutinė mišinio temperatūra

Jawab :

Aukštos temperatūros vandens išskiriama šiluma (išsiskyrusi Q) = žemos temperatūros vandens sugeriama šiluma (sugeriama Q)

Teisingas atsakymas yra D.

9. Ledas, kurio masė M gramų, esant 0 °C temperatūrai^oC, įmestas į 340 gramų sveriantį vandenį, kurio temperatūra yra 20 °C^oC dedamas į specialų indą. Tarkime, kad indas nesugeria / neišskiria šilumos. Jei L_es = 80 kalorija g^-1, C_oro = 1 kalorija g^{-1 o}C^-1, visas ledas ištirpsta ir terminė pusiausvyra pasiekiama 5 °C temperatūroje^oC, tada ledo masė (M) yra…

A. 60 gramų

B. 68 gramo

Apie 75 gramų

D. 80 gramai

E. 170 gramo

Pembahasanas

Yra žinoma :

Vandens masė (m3) = 340 gramų

Ledo temperatūra (T_es) = 0^oC

Vandens temperatūra (T_oro) = 20^oC

Terminės pusiausvyros temperatūra (T) = 5^oC

Ledo lydymosi šiluma (L_es) = 80 kalorijų (g)^-1

Savitoji vandens šiluma (c_oro) = 1 kalorijų (g)^{-1 o}C^-1

Paklausta Ledo masė (M)

Jawab :

Juodasis principas teigia, kad izoliuotoje uždaroje sistemoje aukštos temperatūros objekto išskiriama šiluma yra tokia pati, kokią sugeria žemos temperatūros objektas.

Vandens išskiriama šiluma (išsiskyrusi Q) = ledo sugeriama šiluma (sugeriama Q)

Teisingas atsakymas yra A.

Katatanas:

Jei teigiama, kad ledo temperatūra yra 0^o tada vanduo vis dar yra kietos būsenos. Jei teigiama, kad vandens temperatūra yra 0^oC, tada vanduo yra skystos būsenos. Paaiškinkite, kuo skiriasi žodžių „ledas“ ir „vanduo“ vartojimas. Kadangi vanduo vis dar yra kietos arba ledo būsenos, pirmiausia sugerta šiluma panaudojama visam ledui ištirpdyti į vandenį, todėl dešinėje aukščiau pateiktos lygties pusėje pridedama formulė, skirta apskaičiuoti šilumos kiekį, reikalingą ledui ištirpdyti (m_es L_es). Kai visas ledas ištirpsta ir virsta vandeniu, papildoma šiluma naudojama ledo temperatūrai pakelti nuo 0^oC tampa 5^oC.

10. Vario metalas 100 °C temperatūroje^oC įdedamas į 128 gramų masės ir 30 laipsnių temperatūros vandenį. ^oC. Vandens savitoji šiluma 1 kcal.g^-1oC^-1 ir vario savitoji šiluma yra 0,1 kal.g^-1oC^-1Jei terminė pusiausvyra pasiekiama 36 °C temperatūroje ^oC, tada metalo masė yra….

A. 140 gramų

B. 120 gramo

Apie 100 gramų

D. 80 gramai

E. 75 gramo

Pembahasanas

Yra žinoma, kad:

Vario temperatūra (T₁) = 100 ^oC

Vario savitoji šiluma (c₁) = 0,1 kal.g^-1oC^-1

Vandens masė (m₂) = 128 gramų

Vandens temperatūra (T₂) = 30 ^oC

Savitoji vandens šiluma (c₂) = 1 kal.g^-1oC^-1

Terminės pusiausvyros temperatūra (T) = 36 ^oC

Paklausė: Vario masė (m₁)

Jawab :

Bleko principas teigia, kad aukštos temperatūros objekto išskirta šiluma yra lygi šilumai, kurią gauna žemos temperatūros objektas.

Teisingas atsakymas yra B.

11. Trys kilogramai juodo švino strypo, kurio savitoji šiluma yra 1400 J.kg^-1C^-1 temperatūra 80^oC panardinamas į 10 kg vandens, kurio savitoji šiluma yra 4200 J.kg.^-1C^-1Pasiekus terminę pusiausvyrą, mišinio galutinė temperatūra yra 20^oC. Pradinė vandens temperatūra yra….

A. 20 ^oC

B. 18 ^oC

C. 14 ^oC

D. 12 ^oC

E. 10 m ^oC

Pembahasanas

Yra žinoma, kad:

Švino masė (m₁) = 3 kg

Alavo savitoji šiluma (c₁) = 1400 J.kg^-1C^-1

Alavo temperatūra (T₁) = 80 ^oC

Vandens masė (m₂) = 10 kg

Savitoji vandens šiluma (c₂) = 4200 J.kg^-1C^-1

Terminės pusiausvyros temperatūra (T) = 20 ^oC

Paklausė: Pradinė vandens temperatūra (T₂)

Jawab :

Teisingas atsakymas yra C.

12. 50 gramų moneta įkaitinama iki 85 laipsnių temperatūros.^oC, tada panardintas į indą, kuriame yra 50 gramų vandens, kurio temperatūra 29,8^oC (vandens savitoji šiluma = 1 kcal.g)^-1.^oC^-1). Jei galutinė sistemos temperatūra yra 37^oC ir darant prielaidą, kad inde šiluma nekinta, tai metalo savitoji šiluma yra…

A. 0,12 kal.g^-1.^oC^-1

B. 0,30 kal.g^-1.^oC^-1

C. 1,50 kal.g^-1.^oC^-1

D. 4,8 kal.g^-1.^oC^-1

E. 7,2 kal.g^-1.^oC^-1

Pembahasanas

Yra žinoma, kad:

Monetos masė (m) = 50 gramų

Pradinė monetos temperatūra (T₁) = 85^oC

Vandens masė (m3) = 50 gramų

Pradinė vandens temperatūra (T₂) = 29,8^oC

Vandens savitoji šiluma = 1 kcal.g^-1.^oC^-1

Galutinė sistemos temperatūra (T) = 37^oC

Paklausė: Metalo savitoji šiluma (c)

Jawab :

Bleko principas teigia, kad išsiskyrusi šiluma = sugerta šiluma. Moneta išskiria šilumą, o vanduo ją sugeria, kol pasiekiama terminė pusiausvyra.

Visi matavimo vienetai išreiškiami gramais, todėl nereikia jų konvertuoti.

Q _lepas = Q _Serap

m_logam c ΔT = m_oro c ΔT

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

(50)(c)(48) = (50)(7,2)

(50)(c)(48) = (50)(7,2)

(c)(48) = 7,2

c = 7,2 / 48

c = 0,15 kal.g^-1.^oC^-1

13. Vario metalas 100 °C temperatūroje^oC įdedamas į 128 gramų masės ir 30 laipsnių temperatūros vandenį. ^oC. Vandens savitoji šiluma 1 kcal.g^{-1 o}C^-1 ir vario savitoji šiluma yra 0,1 kal.g^{-1 o}C^-1Jei terminė pusiausvyra pasiekiama 36 °C temperatūroje ^oC, tada metalo masė yra….

A. 140 gramų
B. 120 gramo
Apie 100 gramų
D. 80 gramai
E. 75 gramo

Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Vario temperatūra (T₁) = 100 ^oC
Vario savitoji šiluma (c₁) = 0,1 kal.g^{-1 o}C^-1

Vandens masė (m₂) = 128 gramų
Vandens temperatūra (T₂) = 30 ^oC
Savitoji vandens šiluma (c₂) = 1 kal.g^{-1 o}C^-1

Terminės pusiausvyros temperatūra (T) = 36 ^oC
Klausimas: Vario masė (m₁)
Jawab :

Bleko principas teigia, kad aukštos temperatūros objekto išskirta šiluma yra lygi šilumai, kurią gauna žemos temperatūros objektas.
Q varis = Q vanduo
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT
(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
Vario masė yra 120 gramai.
Teisingas atsakymas yra B.

14. Trys kilogramai juodo švino strypo, kurio savitoji šiluma yra 1400 J.kg^-1 C^-1 temperatūra 80^oC panardinamas į 10 kg vandens, kurio savitoji šiluma yra 4200 J.kg.^-1 C^-1Pasiekus terminę pusiausvyrą, mišinio galutinė temperatūra yra 20^oC. Pradinė vandens temperatūra yra….

A. 20 ^oC
B. 18 ^oC
C. 14 ^oC
D. 12 ^oC
E. 10 m ^oC

Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Švino masė (m₁) = 3 kg
Alavo savitoji šiluma (c₁) = 1400 J.kg^-1 C^-1
Alavo temperatūra (T₁) = 80 ^oC

Vandens masė (m₂) = 10 kg
Savitoji vandens šiluma (c₂) = 4200 J.kg^-1 C^-1

Terminės pusiausvyros temperatūra (T) = 20 ^oC
Ieškoma: Pradinė vandens temperatūra (T₂)
Jawab :
Išleistas Q = gautas Q
Q alavas = Q vanduo
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42 000)(20 – T)
252 000 = 840 000 – 42 000 t
42 000 T = 840 000 – 252 000
42 000 T = 588 000
T = 588.000/42.000
T = 14 m
Pradinė vandens temperatūra yra 14^oC.
Teisingas atsakymas yra C.

15. Ledas, kurio masė M gramų, esant 0 °C temperatūrai^oC, įmestas į 340 gramų sveriantį vandenį, kurio temperatūra yra 20 °C^oC dedamas į specialų indą. Tarkime, kad indas nesugeria / neišskiria šilumos. Jei L_es = 80 kalorija g^-1, C_oro = 1 kalorija g^{-1 o}C^-1, visas ledas ištirpo ir terminė pusiausvyra pasiekiama esant 5 temperatūrai^oC, tada ledo masė (M) yra…

A. 60 gramų
B. 68 gramo
Apie 75 gramų
D. 80 gramai
E. 170 gramo

Pembahasanas
Yra žinoma :
Vandens masė (m3) = 340 gramų
Ledo temperatūra (T_es) = 0^oC
Sausas vanduo (T_oro) = 20^oC
Terminės pusiausvyros temperatūra (T) = 5^oC
Ledo lydymosi šiluma (L_es) = 80 kalorijų (g)^-1
Savitoji vandens šiluma (c_oro) = 1 kalorijų (g)^{-1 o}C^-1
Paklausta Ledo masė (M)
Jawab :

Juodasis principas teigia, kad izoliuotoje uždaroje sistemoje aukštos temperatūros objekto išskiriama šiluma yra tokia pati, kokią sugeria žemos temperatūros objektas.
Vandens išskiriama šiluma (išsiskyrusi Q) = ledo sugeriama šiluma (sugeriama Q)
m_oro c_oro (T) = m_es L_es +m_es c_oro (T)
(340)(1)(20-5) = M (80) + M (1)(5-0)
(340)(15) = 80 mln. + 5 mln.
5100 = 85 mln
M = 5100/85
M = 60 gramų
Teisingas atsakymas yra A.

Katatanas:
Jei teigiama, kad ledo temperatūra yra 0^o tada vanduo vis dar yra kietos būsenos. Jei teigiama, kad vandens temperatūra yra 0^oC, tada vanduo yra skystos būsenos. Paaiškinkite, kuo skiriasi žodžių „ledas“ ir „vanduo“ vartojimas. Kadangi vanduo vis dar yra kietos arba ledo būsenos, pirmiausia sugerta šiluma panaudojama visam ledui ištirpdyti į vandenį, todėl dešinėje aukščiau pateiktos lygties pusėje pridedama formulė, skirta apskaičiuoti šilumos kiekį, reikalingą ledui ištirpdyti (m_es L_es). Kai visas ledas ištirpsta ir virsta vandeniu, papildoma šiluma naudojama ledo temperatūrai pakelti nuo 0^oC tampa 5^oC.

Klausimo šaltinis:

Nacionalinio fizikos egzamino klausimai vyresniosioms vidurinėms mokykloms / profesinėms mokykloms