15 примери на Блекови принципиелни прашања
1. Мраз со маса од 0,2 кг се меша со топол чај со маса од 0,2 кг. Температурата на мразот = – 10 ° C, температурата на топлиот чај = 40 ° C. Специфичната топлина на мразот = 2100 J/kg C₂o , специфичната топлина на водата = 4200 J/kg C₂o , топлината на топење на водата = 334.000 J/kg. Ако мразот и топлиот чај се мешаат во изолиран затворен систем, одредете ја конечната температура на смесата.
Дискусија
Тоа е познато :
Маса на мраз (m es) = 0,2 кг
Маса на топла вода од чај (m чај) = 0,2 кг
Специфична топлина на водата (c вода) = 4180 J/kg Co
Специфична топлина на мразот (c es) = 2100 J/kg Co
Топлина на фузија на вода (L)f вода) = 334.000 J/kg
Температура на мразот (T es) = -10oC
Температура на топлата вода за чај (Т чај) = 40oC
Праша : конечна температура на смесата (T смеса) ?
Џаваб :
Првиот чекор е да се процени конечната состојба.
Топлината што мора да ја ослободи водата за да ја намали температурата на 0,2 кг топол чај од 40oC до 0oВ:
Топлината апсорбирана од 0,2 кг мраз за да ја зголеми неговата температура од -10oC до 0oВ:
Топлина апсорбирана за топење на 0,2 кг мраз (топлина потребна за претворање на целиот мраз во вода):
Врз основа на горенаведените пресметки, добиени се следниве резултати:
Ослободен Q = 33,444 kJ
Примено Q = 4,2 kJ
Q топење = 66,8 kJ
Кога топол чај ослободува 33,44 kJ топлина, температурата на топлиот чај се менува од 40°C на 0°C. Дел од ослободената топлина (околу 4,2 kJ) се користи за зголемување на температурата на мразот од -10°C на 0°C . 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. За да се стопи целиот мраз во вода, потребни се 66,8 kJ топлина. Преостанатата топлина е 29,24 kJ.
Може да се заклучи дека топлината што ја ослободува топлиот чај се користи само за да се покачи температурата на мразот од -10 ° C на 0 ° C и да се стопи дел од мразот. Дел од мразот се претворил во вода, додека дел не. За време на процесот на премин од цврста во течна состојба, температурата не се менува. Затоа, конечната температура на смесата е 0 ° C.
2. Маса на топол чај = 0,4 кг, маса на мраз = 0,2 кг, температура на коцките мраз = -10oC, температура на топол чај = 90oC. Ако обете се измешаат, која е конечната температура на смесата?
Дискусија
Прв чекор: проценка на конечната состојба
Топлината што мора да ја ослободи водата за да ја намали температурата на 0,4 кг топла вода за чај од 90oC до 0oВ:
Топлината што ја примаат 0,2 кг мраз за да ја зголемат неговата температура од -10oC до 0oВ:
Топлината потребна за топење на 0,2 кг мраз (топлината потребна за претворање на целиот мраз во вода):
Врз основа на горенаведените пресметки, добиени се следниве резултати:
Ослободен Q = 150,48 kJ
Примено Q = 4,2 kJ
Q топење = 66,8 kJ
Кога топлиот чај ослободува 150,48 kJ топлина, температурата на топлиот чај се менува од 90°C на 0°C. Дел од ослободената топлина (4,2 J) се користи за зголемување на температурата на мразот од -10°C на 0°C. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. Преостанатата топлина = 146,28 kJ.
Топлината потребна за да се стопи целиот мраз во вода е само 66,8 kJ. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. Топлиот чај не треба да ја испушта целата топлина сè додека неговата температура не падне на 0°C.oC. Како заклучок, конечната температура на смесата мора да биде поголема од 0oC.
Втор чекор: одредете ја конечната температура (T)
Топлината потребна за да се покачи температурата на мразот од -10oC до 0oC е 4200 J.
Топлината потребна за топење на целиот мраз во вода (латентна топлина) = 66.800 J
Топлината потребна за да се покачи температурата на водата (вода што се добива со топење на целиот мраз) од 0oC до ToC = (маса на мраз)(специфична топлина на вода)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
Топлината што ја ослободува топлиот чај за да ја намали неговата температура од 90°C на T = (густина на водата)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T
3. 60 грама вода на температура од 90 o C (специфична топлина на водата = 1 cal.g -1 . o C -1 ) се меша со 40 грама слична вода на температура од 25 o C. Доколку нема други фактори што влијаат на овој процес, тогаш конечната температура на смесата е...
A. 15,4 oC
Б. 23,0 oC
В 46,0 oC
D. 64,0 oC
Е. 77,0 oC
Дискусија
Тоа е познато :
Маса на вода 1 (м1) = 60 грама
Температура на водата 1 (T1) = 90oC
Маса на вода 2 (м2) = 40 грама
Температура на водата 2 (T2) = 25oC
Специфична топлина вода (c) = 1 кал.г-1.oC-1
Праша : суху финален микс
Џаваб :
Топлина ослободена од вода со висока температура (ослободена Q) = топлина апсорбирана од вода со ниска температура (апсорбирана Q)
m1 c (ΔT) = m2 c (ΔT)
(60)(1)(90 – Т) = (40)(1)(Т – 25)
(60)(90 – Т) = (40)(Т – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100T
Т = 6400/100
Т = 64oC
Точниот одговор е Д.
4. Парче алуминиум има маса од 500 грама и има температура од 30 oC се става во сад што содржи вода со маса од 200 грама и температура од 90 степени. oC. Ако е познато дека специфичната топлина на алуминиумот е 0,22 cal/g Co а специфичната топлина на водата е 1 cal/g Co, тогаш конечната температура на водата и алуминиумот е...
A. 20,3 oC
Б. 42,2 oC
В 68,7 oC
D. 80,5 oC
Е. 100 oC
Дискусија:
Единицата за маса, грамови (g), не треба да се претвора во килограми (kg), бидејќи специфичната топлина на алуминиумот и специфичната топлина на водата се изразуваат во cal/g C.o.
Тоа е познато :
м алуминиум = 500 грама
c алуминиум = 0,22 кал/гЦo
Т алуминиум = 30 oC
м вода = 200 грама
c вода = 1 кал/gCo
Т вода = 90 oC
Праша :
Конечна температура (T) на водата и алуминиумот?
Џаваб :
Формула за топлина : Q = (m)(c)(делта T)
Q вода = = (200 грама) (1 кал/гЦo) (90 oC – T)
Q алуминиум = (500 грама) (0,22 кал/гЦo)(Т– 30 oC)
Блекова основна формула : Ослободен Q = апсорбиран Q
Водата има повисока почетна температура (90 oC) така што водата ослободува топлина, алуминиумот има пониска почетна температура (30 oC) така што алуминиумот апсорбира топлина. Конечната температура на смесата од вода и алуминиум мора да биде пониска од почетната температура на водата и повисока од почетната температура на алуминиумот.
(200 грама) (1 кал/гЦo) (90 oC – T) = (500 грама) (0,22 кал/г Co)(Т– 30 oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-Т) = (110)(Т-30)
18000 – 200 Т = 110 Т – 3300
18000 + 3300 = 110 Т + 200 Т
21300 = 310 Т
Т = 68,7 oC
Конечната температура на комбинацијата од вода и алуминиум е 68,7 степени. oC.
Точниот одговор е Ц.
5. Парче метал со маса од 300 грама на температура од 80 oC потопено во 200 грама вода на 40 oC. Специфична топлина на водата = 1 cal/g CoАко конечната температура на смесата од метал и вода е 50o C и садот не апсорбира топлина, тогаш специфичната топлина на металот е…
A. 0,15 кал/г Co
Б. 0,22 кал/г Co
C. 1,50 кал/г Co
D. 4,8 кал/г Co
E. 7,2 кал/г Co
Дискусија:
Тоа е познато :
м метал = 300 грама
Т метал = 80 oC
м вода = 200 грама
Т вода = 40 oC
c вода = 1 кал/г Co
T конечна смеса од метал и вода = 50 oC
Праша :
c метал?
Џаваб :
Q метал = (m)(c)(делта T) = (300 грама)(c метал)(80oЦ - 50oC) = (300 грама)(c метал)(30 Co)
Q вода = (m)(c)(делта T) = (200 грама)(1 кал/г Co) (60oЦ - 50oC) = (200 грама)(1 кал/г Co)(10°Co)
Блекова основна формула : Ослободен Q = апсорбиран Q
Металот има повисока почетна температура (80 oC) така што металот ослободува топлина, водата има пониска почетна температура (40 oВ) така што водата апсорбира топлина.
(300 грама)(c метал)(30 Co) = (200 грама)(1 кал/г Co)(10°Co)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 c = 2000
c = 2000 / 9000
c = 0,22 кал/г Co
Специфичната топлина на металот е 0,22 kcal/g C.o.
Точниот одговор е Б.
6. Две идентични топчиња имаат иста температура од 40 oC, двете топчиња имаат маса од 10 грама и 40 грама соодветно. Двете топчиња се ставаат во течност, така што температурата на двете топчиња се искачува на 60oC. Ако специфичната топлина на топката е 2 кал/гр Co и 1 калорија = 4,2 Џули, тогаш разликата во топлината апсорбирана од секое топче е...
А. 5,04 x 103 Joule
Б. 7,50 х 103 Joule
C. 10,6 x 103 Joule
D. 40 x 103 Joule
Е. 42 x 103 Joule
Дискусија:
Тоа е познато :
m1 = 10 грама
m2 = 40 грама
T1 = Т.2 = 40 oC
T крај = 60 oC
c топка = 2 кал/гр Co
Праша :
Колкава е разликата во топлината апсорбирана од секоја топка?
Џаваб :
Температурата на обете топки се зголемува бидејќи обете топки мора да апсорбираат топлина.
Q1 = (10 гр)(2 кал/гр Co) (60oC–40oC) = (10 гр)(2 кал/гр Co)(20°Co) = 400 кал = (400) (4,2 J) = 1680 џули
Q2 = (40 гр)(2 кал/гр Co) (60oC–40oC) = (40 гр)(2 кал/гр Co)(20°Co) = 1600 кал = (1600) (4,2 J) = 6720 џули
Разликата во топлината апсорбирана од секоја топка:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 103 J
Точниот одговор е А.
7. Вода со маса од 200 грама на температура од 30°C се меша со врела вода со маса од 100 грама и температура од 90°C. (Специфична топлина на водата = 1 кал.грам -1 °C -1 ). Температурата на измешаната вода во моментот на топлинска рамнотежа е….
А. 10°C
Б. 30°C
C. 50°C
Д. 75°C
И. 150°C
Дискусија
Познато е дека :
Маса на вода 1 (m 1 ) = 200 грама
Температура на водата 1 (T1 ) = 30 ° C
Маса на вода 2 (m 2 ) = 100 грама
Температура на водата 2 (T2 ) = 90 ° C
Специфична топлина на водата (c) = 1 кал.грам −1 °C −1
Прашано : конечна температура на смесата
Одговор :
Топлина ослободена од вода со висока температура (ослободена Q) = топлина апсорбирана од вода со ниска температура (апсорбирана Q)
Точниот одговор е Ц.
8. 60 грама вода на температура од 90 o C (специфична топлина на водата = 1 cal.g -1 . o C -1 ) се меша со 40 грама слична вода на температура од 25 o C. Доколку нема други фактори што влијаат на овој процес, тогаш конечната температура на смесата е...
А. 15,4 ° C
Б. 23,0 ° C
C. 46,0 o C
Д. 64,0 ° C
E. 77,0 ° C
Дискусија
Познато е дека :
Маса на вода 1 (m 1 ) = 60 грама
Температура на водата 1 (T1 ) = 90 ° C
Маса на вода 2 (m 2 ) = 40 грама
Температура на водата 2 (T2 ) = 25 ° C
Специфична топлина на водата (c) = 1 cal.g -1 . o C -1
Прашано : конечна температура на смесата
Одговор :
Топлина ослободена од вода со висока температура (ослободена Q) = топлина апсорбирана од вода со ниска температура (апсорбирана Q)
Точниот одговор е Д.
9. Мраз со маса од M грама на температура од 0 ° C се става во вода со маса од 340 грама на температура од 20 ° C, која се става во посебен сад. Да претпоставиме дека садот не апсорбира/ослободува топлина. Ако L мраз = 80 cal g -1 , c вода = 1 cal g -1 o C -1 , целиот мраз се топи и се постигнува топлинска рамнотежа на температура од 5 ° C, тогаш масата на мразот (M) е...
А. 60 грама
Б. 68 грама
C. 75 грама
Д. 80 грама
Е. 170 грама
Дискусија
Познато е дека :
Маса на вода (m) = 340 грама
Температура на мразот (T es ) = 0 o C
Температура на водата (T вода ) = 20 ° C
Температура на топлинска рамнотежа (T) = 5 ° C
Топлина на топење на мразот (L мраз ) = 80 cal g -1
Специфична топлина на водата (c вода ) = 1 cal g -1 o C -1
Прашање : Маса на мраз (M)
Одговор :
Блековиот принцип вели дека во изолиран затворен систем, топлината што ја ослободува објект со висока температура е еднаква на топлината што ја апсорбира објект со ниска температура.
Топлина ослободена од вода (ослободена Q) = топлина апсорбирана од мраз (апсорбирана Q)
Точниот одговор е А.
Катан:
Ако се наведе дека мразот е на температура од 0 °C , тогаш водата е сè уште во цврста состојба. Ако се наведе дека водата е на температура од 0 ° C, тогаш водата е во течна состојба. Разликувајте ја употребата на зборовите мраз и вода. Бидејќи водата е сè уште во цврста состојба или мраз, апсорбираната топлина прво се користи за да се стопи целиот мраз во вода, па затоа на десната страна од равенката погоре се додава формула за да се пресмета количината на топлина за топење на мразот (m· es· L· es ). Откако целиот мраз ќе се стопи во вода, се користи дополнителна топлина за да се зголеми температурата на мразот од 0 ° C на 5 ° C.
10. Металниот бакар на температура од 100 ° C се става во вода со маса од 128 грама и температура од 30 ° C. Специфичната топлина на водата е 1 cal.g -1° C -1 , а специфичната топлина на бакарот е 0,1 cal.g -1 °C -1 . Ако се случи топлинска рамнотежа на температура од 36 ° C, тогаш масата на металот е….
А. 140 грама
Б. 120 грама
C. 100 грама
Д. 80 грама
Е. 75 грама
Дискусија
Познато е дека:
Температура на бакар (T1 ) = 100 ° C
Специфична топлина на бакар (c 1 ) = 0,1 кал.г -1о C -1
Маса на вода (m2 ) = 128 грама
Температура на водата (T2 ) = 30 ° C
Специфична топлина на водата (c2 ) = 1 cal.g -1o C -1
Температура на топлинска рамнотежа (T) = 36 ° C
Прашање: Маса на бакар ( m1 )
Одговор:
Блековиот принцип вели дека топлината што ја ослободува објект со висока температура е топлината што ја прима објект со ниска температура.
Точниот одговор е Б.
11. Три килограми црна оловна прачка со специфична топлина од 1400 J.kg -1 C -1 на температура од 80 ° C се потопуваат во 10 кг вода со специфична топлина од 4200 J.kg -1 C -1 . Откако ќе се воспостави термичка рамнотежа, конечната температура на смесата е 20 ° C. Почетната температура на водата е….
А. 20 ° C
Б. 18 ° C
C. 14 o C
Д. 12 ° C
E. 10 ° C
Дискусија
Познато е дека:
Маса на олово (m1 ) = 3 кг
Специфична топлина на калај (c 1 ) = 1400 J.kg -1 C -1
Температура на калај (T1 ) = 80 ° C
Маса на вода (m2 ) = 10 кг
Специфична топлина на водата (c2 ) = 4200 J.kg -1 C -1
Температура на топлинска рамнотежа (T) = 20 ° C
Посакувана: Почетна температура на водата ( T2 )
Одговор:
Точниот одговор е Ц.
12. Монета од 50 грама се загрева до температура од 85 ° C, а потоа се потопува во сад што содржи 50 грама вода на температура од 29,8 ° C (специфична топлина на водата = 1 cal.g -1.oC -1 ) . Ако конечната температура на системот е 37 ° C и се претпостави дека нема промена на топлината низ садот, тогаш специфичната топлина на металот е...
A. 0,12 кал.г -1.о C -1
Б. 0,30 кал.г -1.о C -1
C. 1,50 кал.г -1 . o C -1
D. 4,8 кал.г -1.о C -1
E. 7,2 кал.г -1.о C -1
Дискусија
Познато е дека:
Маса на монетата (м) = 50 грама
Почетна температура на монетата (T1 ) = 85 ° C
Маса на вода (m) = 50 грама
Почетна температура на водата (T2 ) = 29,8 ° C
Специфична топлина на водата = 1 cal.g -1.oC -1
Конечна системска температура (T) = 37 ° C
Прашање: Специфична топлина на метал (c)
Одговор:
Блековиот принцип вели дека ослободената топлина = апсорбираната топлина. Топлината ја ослободува паричката, а топлината ја апсорбира водата, сè додека не се постигне топлинска рамнотежа.
Сите единици се изразени во грамови, така што нема потреба да се конвертираат единици.
Ослободен Q = апсорбиран Q
m метал c ΔT = m вода c ΔT
(50)(c)(85-37) = (50)(1)(37-29,8)
(50)(в)(48) = (50)(7,2)
(50)(в)(48) = (50)(7,2)
(в)(48) = 7,2
c = 7,2 / 48
c = 0,15 кал.г -1.о C -1
13. Металниот бакар на температура од 100 ° C се става во вода со маса од 128 грама и температура од 30 ° C. Специфичната топлина на водата е 1 cal.g -1° C -1 , а специфичната топлина на бакарот е 0,1 cal.g -1 °C -1 . Ако се случи топлинска рамнотежа на температура од 36 ° C, тогаш масата на металот е….
А. 140 грама
Б. 120 грама
C. 100 грама
Д. 80 грама
Е. 75 грама
Дискусија
Познато е дека:
Температура на бакар (T1) = 100 oC
Специфична топлина на бакар (c1) = 0,1 кал.г-1 oC-1
Водна маса (м2) = 128 грама
Температура на водата (T2) = 30 oC
Специфична топлина на водата (c2) = 1 кал.г-1 oC-1
Температура на топлинска рамнотежа (T) = 36 oC
Прашање: Маса на бакар (м1)
Одговор:
Блековиот принцип вели дека топлината што ја ослободува објект со висока температура е топлината што ја прима објект со ниска температура.
Q бакар = Q вода
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
Масата на бакар е 120 грама.
Точниот одговор е Б.
14. Три килограми црна оловна прачка со специфична топлина од 1400 J.kg -1 C -1 на температура од 80 ° C се потопуваат во 10 кг вода со специфична топлина од 4200 J.kg -1 C -1 . Откако ќе се воспостави термичка рамнотежа, конечната температура на смесата е 20 ° C. Почетната температура на водата е….
A. 20 oC
Б. 18 oC
В 14 oC
D. 12 oC
Е. 10 oC
Дискусија
Познато е дека:
Маса на олово (м1) = 3 кг
Специфична топлина на калај (c1) = 1400 J.kg-1 C-1
Температура на калај (T1) = 80 oC
Водна маса (м2) = 10 кг
Специфична топлина на водата (c2) = 4200 J.kg-1 C-1
Температура на топлинска рамнотежа (T) = 20 oC
Посакувана: Почетна температура на водата (T2)
Одговор:
Ослободен Q = примен Q
Q калај = Q вода
m1 c1 ΔT = m2 c2 ΔT
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(20-Т)
252.000 = 840.000 – 42.000 Т
42.000 Т = 840.000 – 252.000
42.000 Т = 588.000
Т = 588.000 / 42.000
Т = 14
Првичната температура на водата е 14 степени.oC.
Точниот одговор е Ц.
15. Мраз со маса од M грама на температура од 0 ° C се става во вода со маса од 340 грама на температура од 20 ° C, која се става во посебен сад. Да претпоставиме дека садот не апсорбира/ослободува топлина. Ако L мраз = 80 cal g -1 , c вода = 1 cal g -1 o C -1 , целиот мраз се топи и се постигнува топлинска рамнотежа на температура од 5 ° C, тогаш масата на мразот (M) е...
А. 60 грама
Б. 68 грама
C. 75 грама
Д. 80 грама
Е. 170 грама
Дискусија
Тоа е познато :
Маса на вода (m) = 340 грама
Температура на мразот (Tes) = 0oC
Суху вода (Твоздух) = 20oC
Температура на топлинска рамнотежа (T) = 5oC
Топлина на топење на мраз (Les) = 80 калории г-1
Специфична топлина на водата (cвоздух) = 1 калории г-1 oC-1
Праша Маса на мраз (M)
Џаваб :
Црн принцип наведува дека во изолиран затворен систем, топлината што ја ослободува објект со висока температура е иста како и топлината што ја апсорбира објект со ниска температура.
Топлина ослободена од вода (ослободена Q) = топлина апсорбирана од мраз (апсорбирана Q)
mвоздух cвоздух (Т) = мes Les + мes cвоздух (Т)
(340)(1)(20-5) = М (80) + М (1)(5-0)
(340)(15) = 80 милиони + 5 милиони
5100 = 85 М
М = 5100/85
М = 60 грама
Точниот одговор е А.
Катан:
Ако се наведе дека мразот има температура од 0o тогаш водата е сè уште во цврста состојба. Ако се наведе дека температурата на водата е 0oC тогаш водата е во течна состојба. Разликувајте ја употребата на зборовите мраз и вода. Бидејќи водата е сè уште во цврста или ледена состојба, топлината што прво се апсорбира се користи за да се стопи целиот мраз во вода, па затоа на десната страна од равенката погоре, додадена е формула за пресметување на количината на топлина за топење на мразот (mes LesОткако целиот мраз ќе се стопи во вода, се користи дополнителна топлина за да се подигне температурата на мразот од 0oC станува 5oC.
Извор на прашањето:
Прашања по физика за државни испити за средно училиште/стручно средно училиште
