1. Famaritana ny fitsipiky ny Mainty
Raha afangaro ao anaty fitoeran-javatra misokatra (ohatra ny siny) ny rano mafana sy mangatsiaka, dia mifindra avy amin'ny rano mafana mankany amin'ny rano mangatsiaka ny hafanana. Satria misokatra ny fitoeran-javatra, dia misy hafanana mifindra eny amin'ny rivotra. Mihamafana ihany koa ny fitoeran-javatra. Tsy ny rano mangatsiaka ihany no mandray ny hafanana avoakan'ny rano mafana, fa ny atmosfera sy ny fitoeran-javatra koa. Amin'ity tranga ity, ny siny dia rafitra tsy mitokana. Rehefa afangaro ao anaty thermos mihidy ny rano mafana sy mangatsiaka, dia mifindra avy amin'ny rano mafana mankany amin'ny rano mangatsiaka ny hafanana. Ny thermos dia rafitra mitokana, ka tsy misy hafanana mifindra eny amin'ny rivotra na thermos. Ny rano mangatsiaka dia mandray ny hafanana avoakan'ny rano mafana ihany mandra-pahatongan'ny fifangaroan'ny rano mafana sy rano mangatsiaka amin'ny fifandanjana ara-thermal.
Ny Fitsipika Mainty dia milaza fa ao anatin'ny rafitra mihidy sy mitokana, ny hafanana avoakan'ny zavatra mafana be = hafanana voarain'ny zavatra mafana ambany.
2. Raikipohy fototra mainty
Famoahana Q = fidiran'ny Q
Famoahana Q = hafanana avoakan'ny zavatra mafana be, Q fidiran'ny hafanana = hafanana voarain'ny zavatra iva mari-pana.
3. Ohatra amin'ny fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra
Ohatra amin'ny olana 1.
Vy mafana milanja 1 kg ary mafana 100 ° C no apetraka ao anaty fitoeran-javatra misy rano 2 kg sy mafana 20 ° C. Inona ny mari-pana amin'ny fangaro farany? Ny hafanana manokan'ny vy = 450 J/kg C₂o , ny hafanana manokan'ny rano = 4200 J/kg C₂o.
Fantatra:
Lanja vy (m) = 1 kg
Ny mari-pana amin'ny vy (T) = 100 o C
Lanjan'ny rano (m) = 2 kg
Ny mari-pana amin'ny rano (T) = 20 o C
Hafanana manokana ho an'ny vy (c) = 450 J/kg C o
Hafanana manokana ho an'ny rano (c) = 4200 J/kg C o
Tadiavina: T?
vahaolana:
Avo kokoa noho ny rano ny mari-pana amin'ny vy ka mamoaka hafanana ny vy, fa ny rano kosa mandray hafanana.
Famoahana Q = fidiran'ny Q
mc ΔT = mc ΔT
(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 T
T = 213000 : 8850
T = 24 ° C
Ny mari-pana farany amin'ny fifangaroan'ny vy mafana sy ny rano mangatsiaka rehefa samy ao anatin'ny fifandanjana mafana izy roa dia 24 ° C.
Ohatra amin'ny laharana faha-2.
0.2 kg ny lanjan'ny ranomandry afangaro amin'ny dite mafana milanja 0.2 kg. Ny mari-pana amin'ny ranomandry = -10 ° C, ny mari-pana amin'ny dite mafana = 40 ° C. Ny hafanana manokan'ny ranomandry = 2100 J/kg C₂O , ny hafanana manokan'ny rano = 4200 J/kg C₂O , ny hafanan'ny fifangaroan'ny rano = 334000 J/kg. Afangaro ao anaty rafitra mitokana sy mihidy ny ranomandry sy ny dite.
Fantatra:
Lanjan'ny ranomandry (m) = 0.2 kg
Lanjan'ny dite (m) = 0.2 kg
Hafanana manokan'ny rano (c) = 4180 J/kg C o
Hafanana manokan'ny ranomandry (c) = 2100 J/kg C o
Hafanana amin'ny fifangaroan'ny rano (L F ) = 334 x 10 3 J/kg
Ny mari-pana amin'ny ranomandry (T ranomandry ) = -10 o C
Ny mari-pana amin'ny dite (T tea ) = 40 ° C
Tadiavo: Fifangaroana T
vahaolana:
Dingana voalohany, tombanana ny toetry ny farany
Ny hafanana tsy maintsy avoakan'ny rano mba hampihenana ny mari-pana amin'ny dite mafana 0.2 kg, avy amin'ny 40°C ka hatramin'ny 0°C
Famotsorana Q = mc ∆T
Famotsorana Q = (0.2 kg) (4180 J/Kg C o ) (40 o C – 0 o C)
Famotsorana Q = (0.2 kg) (4180 J/Kg C o ) (40 o C)
Famoahana Q = 33,440 Joule
Famotsorana Q = 33.44 kJ
Alain'ny ranomandry 0.2 kg ny hafanana mba hampitomboana ny mari-pana avy amin'ny -10 ° C ka hatramin'ny 0 ° C.
Q voaray = mc ∆T
Q voaray = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (0 o C – (-10 o C))
Q voaray = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (10 o C)
Q voaray = 4,200 Joule
Q voaray = 4.2 kJ
Ny hafanana voaray mba handrendrehana ranomandry 0.2 kg (hafanana ilaina handrendrehana ny ranomandry rehetra ho rano)
Q fusion = m L F
Q fusion = (0.2 kg) (334 x 103 J /kg)
Q fusion = 66.8 x 103 Joule
Q fusion = 66.8 kJ
Mifototra amin'ireo kajikajy etsy ambony ireo, ny vokatra azo dia:
Famotsorana Q = 33.44 kJ
Q mandray = 4.2 kJ
Q fusion = 66.8 kJ
Rehefa mamoaka hafanana hatramin'ny 33.44 kJ ny dite, dia miova avy amin'ny 40 ° C ka hatramin'ny 0 ° C ny mari-pana. Ny hafanana sasany avoaka (eo amin'ny 4.2 kJ eo ho eo) dia ampiasaina hampiakatra ny mari-pana amin'ny ranomandry avy amin'ny -10 ° C ka hatramin'ny 0 ° C. 33.44 kJ – 4.2 kJ = 29.24 kJ. Ny hafanana sisa = 29.24 kJ. Mila hafanana 66.8 kJ ny fandrendrehana ny ranomandry rehetra ho rano. Ny hafanana sisa dia 29.24 kJ ihany.
Ho famaranana, ny hafanana avoakan'ny dite mafana dia ampiasaina hampiakatra ny mari-pana amin'ny ranomandry avy amin'ny -10 ° C ka hatramin'ny 0 ° C ary handrendrehana ny ranomandry sasany. Misy ranomandry efa levona ho rano; ny sasany kosa tsy miova. Mandritra ny dingan'ny fanovana zavatra mivaingana ho ranoka, dia tsy miova ny mari-pana. Noho izany, ny mari-pana amin'ny fangaro farany = 0 ° C.
Ohatra amin'ny olana faha-3.
lanjan'ny dite mafana (m) = 0.4 kg,
lanjan'ny ranomandry (m) = 0.2 kg,
ny mari-pana amin'ny ranomandry = -10 o C
Ny mari-pana amin'ny dite mafana = 90 ° C.
Raha afangaro izy roa, inona ny mari-pana amin'ny fangaro farany?
Ny hafanana manokana ho an'ny rano (c) = 4180 J/kg C₂o ,
Ny hafanana manokana ho an'ny ranomandry (c) = 2100 J/kg C₂o ,
Hafanana amin'ny fifangaroan'ny rano (L F ) = 334 x 103 J/kg
vahaolana:
Dingana voalohany: Tombanana ny toetry ny farany
Ny hafanana tsy maintsy avoakan'ny rano mba hampihenana ny mari-pana amin'ny dite mafana 0.4 kg, avy amin'ny 90 ° C ka hatramin'ny 0 ° C
Famotsorana Q = mc ∆T
Famotsorana Q = (0.4 kg) (4180 J/Kg C o ) (90 o C – 0 o C)
Famotsorana Q = (0.4 kg) (4180 J/Kg C o ) (90 o C)
Famoahana Q = 150,480 Joule
Famotsorana Q = 150.48 kJ
Ny hafanana voarain'ny ranomandry 0.2 kg mba hampitomboana ny mari-panany avy amin'ny -10 ° C ka hatramin'ny 0 ° C
Q voaray = mc ∆T
Q voaray = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (0 o C – (-10 o C))
Q voaray = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (10 o C)
Q voaray = 4,200 Joule
Q voaray = 4.2 kJ
Ny hafanana ilaina handrendrehana ranomandry 0.2 kg (hafanana ilaina hamadihana ny ranomandry rehetra ho rano)
Q fusion = m L F
Q fusion = (0.2 kg) (334 x 103 J /Kg)
Q fusion = 66.8 x 103 Joule
Q fusion = 66.8 kJ
Mifototra amin'ireo kajikajy etsy ambony ireo, ireto ny vokatra azo:
Famotsorana Q = 150.48 kJ
Q voaray = 4.2 kJ
Q fusion = 66.8 kJ
Rehefa namoaka hafanana 150.48 kJ ny dite mafana, dia niova avy amin'ny 90 ° C ho 0 ° C ny mari-pana. Ny hafanana sasany navoaka (eo amin'ny 4.2 kJ eo ho eo) dia nampiasaina hampiakatra ny mari-pana amin'ny ranomandry avy amin'ny -10 ° C ho 0 ° C.
150.48 kJ – 4.2 kJ = 146.28 kJ. Ny hafanana sisa tavela = 146.28 kJ.
Ny hafanana ilaina handrendrehana ny ranomandry rehetra ho rano dia 66.8 kJ monja. 146.28 kJ – 66.8 kJ = 79.48 kJ. Hita fa 79.48 kJ ny mihoatra. Tsy mamoaka ny hafanana rehetra ny dite mafana raha tsy efa nihena ho 0 ° C ny mari-pana. Fehiny: tsy maintsy mihoatra ny 0 ° C ny mari-pana amin'ny fangaro farany.
Dingana Faharoa: Fantaro ny mari-pana farany (T)
Ny hafanana ilaina hampitomboana ny mari-pana amin'ny ranomandry avy amin'ny -10 ° C mankany amin'ny 0 ° C = 4200 Joules
Ny hafanana dia tsy maintsy nandrendrika ny ranomandry rehetra ho rano fantatra amin'ny anarana hoe hafanana miafina = 66,800 Joules
Ny hafanana dia tsy maintsy nampiakatra ny mari-pana tao anaty rano (rano avy amin'ny fifangaroan'ny ranomandry rehetra) avy amin'ny 0 ° C ka hatramin'ny T = (vongan-dranomandry) (hafanan'ny rano) (T – 0 ° C) = (0.2 kg) (4180 J/kg C o )(T) = (836 T) J/C o
Ny hafanana avoakan'ny dite mafana mba hampihenana ny mari-pana avy amin'ny 90 o C mankany amin'ny T = (lanjan'ny rano mafana) (karazana hafanana amin'ny rano) (90 o C – T) = (0.4 kg) (4180 J/kg C o ) (90 o C – T) = 1672 J/C o (90 o C – T) = 150,480 J – (1672 T) J/C o
4200 J + 66,800 J + (836 T) J/C o = 150,480 J – (1672 T) J/C o
71,000 J + (836 T) J/C o = 150,480 J – (1672 T) J/C o
(836 T) J/C o + (1672 T) J/C o = 150,480 J – 71,000 J
(2508 T) J/C o = 79,480 J
T = 31.7 ° C
Mari-pana farany = 31.7 o C
