Siltuma formula Agregāta stāvokļa maiņa Siltuma pārnese

Piemēru jautājumi un formulas siltumam, stāvokļa izmaiņām, siltuma pārnesei, Bleka principam

Kušanas siltums

1. Ūdens kušanas siltums ir 80 kalorijas/grams. Tas nozīmē….

A. Lai paaugstinātu 1 grama ūdens temperatūru par 1 grādu, nepieciešamas 80 kalorijas.
B. Lai pilnībā pārvērstu 1 gramu ūdens tvaikā, nepieciešamas 80 kalorijas.
C. Lai uzturētu 1 grama ūdens temperatūru, nepieciešamas 80 kalorijas.
D. Lai pilnībā pārvērstu 1 gramu ledus ūdenī, nepieciešamas 80 kalorijas.

Diskusija
Pareizā atbilde ir D.

Formas maiņa

2.
Apskatiet sekojošā eksperimenta rezultātu grafiku!

2 kg ūdens 60 grādu temperatūrā^oC iztvaikos. Ja ūdens tvaika siltums ir 2,27 x 10⁶ J/kg, ūdens īpatnējais siltums 4200 J/(kg ^oC) un gaisa spiediens ir 76 cmHg, tad procesam BC nepieciešamais siltums ir….

A. 336 kilodžouli
B. 4540 kilodžouli
Aptuveni 4876 kilodžouli
D. 5212 kilodžouli

Diskusija
Ir zināms, ka:
Ūdens masa (m3) = 2 kg
Ūdens temperatūra (T) = 60^oC
Ūdens tvaika siltums (L_V) = 2,27 x 10⁶ Džauli/kg
Ūdens īpatnējais siltums (c) = 4200 J/(kg ^oC)
Gaisa spiediens (P) = 76 cmHg
Jautājums: BC procesam nepieciešamais siltums
Atbilde:
Process AB = Ūdens tiek uzkarsēts no 60 °C temperatūras^oC līdz 100^oC. Šajā procesā ūdens temperatūras paaugstināšanai tiek izmantots siltums. Siltumu aprēķina, izmantojot formulu: Q = mc ΔT
Process BC = Ūdens tiek iztvaicēts. Šajā procesā siltums netiek izmantots temperatūras paaugstināšanai, bet gan ūdens iztvaicēšanai. Siltumu aprēķina pēc formulas: Q = m L_V
C process = Tvaiks tiek uzkarsēts. Šajā procesā siltums tiek izmantots, lai paaugstinātu tvaika temperatūru. Siltumu aprēķina, izmantojot formulu: Q = mc ΔT.
Tātad, ja mainās ūdens temperatūra, tad izmantotā siltuma formula ir Q = mc ΔT, ja mainās ūdens forma, tad izmantotā siltuma formula ir Q = m L_V.

BC procesam nepieciešamais siltums:
Q = m L_V
Q = (2 kg)(2,27 x 10⁶ J/kg)
Q = 4,54 x 10⁶ Joule
Q = 525 000 džoulu
Q = 4.540 kilodžouli
Pareizā atbilde ir B.

3. Tālāk ir norādītas stāvokļa izmaiņu grupas, kas izdala siltumu:
A. Sasaldēšana, kondensēšana, sublimācija
B. Kušana, iztvaikošana, kristalizācija
C. Kušana, iztvaikošana, kondensēšanās
D. Sasaldēšana, iztvaikošana, sublimācija
Diskusija
Kopumā pastāv divu veidu stāvokļa izmaiņas, proti, stāvokļa izmaiņas, kas absorbē siltumu, un stāvokļa izmaiņas, kas atbrīvo/atbrīvo siltumu.
Stāvokļa maiņas laikā, kas absorbē siltumu, objekts absorbē siltumu, līdz siltuma līmenis objektā palielinās, pēc tam mainās objekta stāvoklis. Stāvokļa maiņas laikā, kas atbrīvo siltumu, objekts atbrīvo siltumu, līdz siltuma līmenis objektā samazinās, pēc tam mainās objekta stāvoklis.
Ja objekts absorbē siltumu, objekta agregātstāvoklis mainās no cieta uz šķidrumu un uz gāzveida stāvokli.
Ja objekts izdala siltumu, tad objekta agregātstāvoklis mainās no gāzveida uz šķidrumu un uz cietu.

Pievērsiet uzmanību atbildei uz iepriekš minēto jautājumu.
Sasalšana = objekta agregātstāvokļa maiņa no šķidra uz cietu (atbrīvojot siltumu)
Kondensācija = objekta agregātstāvokļa maiņa no gāzveida uz šķidrumu (atbrīvojot siltumu)
Sublimācija = objekta agregātstāvokļa maiņa no gāzveida uz cietu (atbrīvojot siltumu)
Kušana = objekta agregātstāvokļa maiņa no cieta uz šķidru (absorbē siltumu)
Iztvaikošana = objekta stāvokļa maiņa no šķidra uz gāzveida stāvokli (absorbē siltumu)
Kristalizācija = objekta stāvokļa maiņa no cietas uz gāzveida stāvokli (absorbē siltumu)
Pareizā atbilde ir A.

Siltuma pārnešana

4. Stikla loga biezums ir 8 mm un platība 1 m²Ja gaisa temperatūra ārā ir 30^oC un 20.^oC, un stikla siltumvadītspēja ir 0,8 W/m^oC, tad enerģijas daudzums, kas iziet cauri stiklam 1 stundas laikā, ir… megadžouli
A. 360
B. 36
C. 6
D. 3,6
Diskusija
Ir zināms, ka:
Stikla biezums (l) = 8 mm = 8 / 1000 = 0,008 m
Stikla laukums (A) = 1 m²²
Temperatūras starpība (ΔT) = 30^oC–20^oC = 10^oC
Stikla siltumvadītspēja (k) = 0,8 W/m²^oC
Laika intervāls (t) = 1 stunda = 60 (60 sekundes) = 3600 sekundes
Jautājums: Enerģijas daudzums, kas iziet cauri stiklam 1 stundas laikā?
Atbilde:
Siltuma pārneses ātruma formula ar vadītspēju:

Enerģijas daudzums, kas iziet cauri stiklam 1 stundas laikā:

Pareizā atbilde ir D.

5. Metāla stienis ir 1 m garš. Viens gals tiek karsēts nemainīgā 150 °C temperatūrā.^oC, kamēr otru galu uztur istabas temperatūrā, proti, 30^oC. Stieņa daļas temperatūra, kas atrodas 30 cm attālumā no sakarsētā gala, ir….
A. 36^oC
B. 84^oC
C. 114^oC
D. 125^oC
Diskusija
Ir zināms, ka:
Metāla stieņa garums (l) = 1 metrs
Temperatūras starpība (ΔT) = 150^oC–30^oC = 120^oC
Jautājums: Stieņa daļas temperatūra, kas atrodas 30 cm attālumā no apsildāmā gala
Atbilde:
Aprēķiniet siltuma pārneses ātrumu ar vadīšanas metodi:

Aprēķiniet stieņa daļas temperatūru, kas atrodas 30 cm attālumā no sakarsētā gala:
Metāla stieņa garums (l) = 30 cm = 0,3 metri
Temperatūras starpība (ΔT) = 150–T

Pareizā atbilde ir C.

Jautājuma avots:

SBMPTN fizikas jautājumi