15 примери на прашања за температура и топлина
Калибрација на термометар
1. Калибрираниот термометар X покажува -30o на точката на замрзнување на водата и 90o на точката на вриење на водата. Температура 60oX е еднакво на …
A. 20 oC
Б. 45 oC
В 50 oC
D. 75 oC
Е. 80 oC
Дискусија
Познато е дека:
Точка на замрзнување на водата на термометарот X = -30o
Точката на вриење на водата на термометарот X = 90o
Праша: 60oX = … oC
Одговор:
На Фаренхајтовата скала, точката на замрзнување на водата е 32 степени.oF, а точката на вриење на водата е 212oF. Постои разлика од 212 помеѓу точката на замрзнување и точката на вриење на водатаo - 32o = 180o.
На Целзиусовата скала, точката на замрзнување на водата е 0oC, а точката на вриење на водата е 100oC. Постои разлика од 100°C помеѓу точката на замрзнување и точката на вриење на водата.o - 0o = 100o.
На X-скалата, точката на замрзнување на водата е -30oX, а точката на вриење на водата е 90oX. Постои разлика од 90 помеѓу точката на замрзнување и точката на вриење на водатаo – (-30o) = 90o + 30o = 120o.
Конвертирајте ја скалата X во скалата Целзиус:
Точниот одговор е Д.
Проширување
2. Метална шипка се загрева додека температурата не достигне 80 степени.oДолжината на C станува 115 см. Ако коефициентот на линеарно ширење на металот е 3.10-3 oC-1 и почетната температура на металот е 30oC, тогаш почетната должина на металот е….
A. 100 см
Б. 101,5 см
C. 102 см
D. 102,5 cm
E. 103 см
Дискусија
Познато е дека:
Почетна температура (T1) = 30oC
Конечна температура (T2) = 80oC
Промена на температурата (ΔT) = 80oЦ - 30oC = 50oC
Коефициентот на линеарно ширење на металот (α) = 3.10-3 oC-1
Конечна должина на метал (L) = 115 cm
Праша: Почетната должина на металот (Lo)
Одговор:
Формула за проширување на должината:
Точниот одговор е А.
3. Месингана прачка првично е долга 40 см. Кога се загрева на температура од 80oДолжината на C станува 40,04 см. Ако коефициентот на линеарно ширење на месингот е 2,0 x 10-5 oC-1 Значи, почетната температура на месинганската прачка е…
A. 20 oC
Б. 22 oC
В 25 oC
D. 30 oC
Е. 50 oC
Дискусија
Познато е дека:
Конечна температура (T2) = 80oC
Почетна должина (Lo) = 40 см
Конечна должина (L) = 40,04 см
Зголемување на должината (ΔL) = 40,04 см – 40 см = 0,04 см
Коефициентот на линеарно ширење на месинг (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Праша: Почетна температура (T1)
Одговор:
Формула за експанзија на метал:
0,04 = (2,0 x 10-5)(40)(80 – Т1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – Т1)
0,04 = 0,0008 (80 – Т1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 Т1
0,0008 Т1 = 0,064 - 0,040
0,0008 Т1 = 0,024
T1 = 30oC
Точниот одговор е Д.
Пренос на топлина преку спроводливост
4. Метални прачки со иста големина, но направени од различни метали, се споени како што е прикажано на сликата подолу. Ако топлинската спроводливост на металот I е 4 пати поголема од спроводливоста на металот II, тогаш температурата на спојот на двата метала е…
A. 450 C
Б. 400 C
В 350 C
D. 300 C
Е. 250 C
Дискусија
Познато е дека:
Иста големина на стеблото
Топлинска спроводливост на метал I = 4k
Топлинска спроводливост на метал II = k
Температура на металниот врв I = 500 C
Температура на металниот врв II = 00 C
Праша: Температура на спојот на двата метала
Одговор:
Формулата за брзината на пренос на топлина преку спроводливост:
Опис: Q/t = брзина на пренос на топлина, k = топлинска спроводливост, A = површина, T1-T2 = промена на температурата, l = должина на прачката
Температура на граничната рамнина P и Q:
Две метални прачки A и B се со иста големина, па затоа површината (A) и должината (l) на прачките се елиминирани од равенката.
Точниот одговор е Б.
5. Обрнете внимание на следната изјава!
(1) Проводливост на метали
(2) Температурната разлика помеѓу металните краеви
(3) Должина на метал
(4) Метална маса
Факторите што ја одредуваат брзината на ширење на топлината кај металот се...
А. (1), (2) и (3)
Б. (1) и (4)
C. (2) и (4)
Г. (3) и (4)
Е. (4) само
Дискусија
Врз основа на формулата за брзината на пренос на топлина преку спроводливост, факторите што ја одредуваат брзината на пренос на топлина се спроводливоста на металот (k), температурната разлика помеѓу краевите на металот (T) и должината на металот (l). Масата на металот нема никакво влијание.
Точниот одговор е А.
6. Две PQ прачки со иста големина, но различни видови метал се прикачени како што е прикажано на сликата подолу. Ако коефициентот на топлинска спроводливост P е двојно поголем од коефициентот на топлинска спроводливост Q, тогаш температурата на границата помеѓу P и Q е...
А. 84°C
Б. 78°C
C. 72°C
Д. 70°C
И. 90°C
Дискусија
Познато е дека:
PQ прачките имаат иста големина.
Коефициент на топлинска спроводливост на метал P (kP) = 2 илјади
Коефициент на топлинска спроводливост на метал Q (kQ) = k
Праша: Температура на граничната рамнина P и Q
Одговор:
Формулата за брзината на пренос на топлина преку спроводливост:
Опис: Q/t = брзина на пренос на топлина, k = топлинска спроводливост, A = површина, T1-T2 = промена на температурата, l = должина на прачката
Температура на граничната рамнина P и Q:
Прачките PQ се со иста големина, па затоа A и l се елиминирани од равенката.
Не постои точен одговор.
Промена на формата
7. 1 кг мраз на температура од 0 oC измешано со 0,5 кг вода на температура 0 oЦ, потоа…
A. дел од водата замрзнува
Б. дел од мразот се топи
C. целиот мраз се топи
D. целата вода замрзнува
E. масата на мразот во водата останува константна
Дискусија
Зборот мраз означува вода во цврста состојба, додека зборот вода означува вода во течна состојба.
На температура од 0oМразот се менува од цврста во течна состојба. За мразот да ја промени својата состојба, топлината мора да се апсорбира од мразот. Мразот е измешан со вода, па затоа мразот треба да ја апсорбира топлината од водата. Сепак, температурата на водата е исто така 0°C.oC, така што мразот не може да апсорбира топлина. Така, масата на мразот во водата останува константна.
Точниот одговор е Е.
Црн принцип
8. Во железен сад со маса од 200 грама има 100 грама масло на температура од 20 oC. 50 грама железо на температура од 75°F се става во садот. oC. Ако температурата на садот се покачи за 5oВ и специфична топлина масло = 0,43 кал/г oC, тогаш специфичната топлина на железото е...
A. 0,143 кал/г oC
Б. 0,098 кал/г oC
C. 0,084 кал/г oC
D. 0,075 кал/г oC
E. 0,064 кал/г oC
Дискусија
Познато е дека:
Маса на железен сад (м) = 200 гр
Почетна температура на железниот сад (T1) = 20oC
Маслото е во железниот сад, па температурата на маслото = температурата на железниот сад.
Конечна температура на железниот сад (T2) = 20oC+5oC = 25oC
Маса на масло (m) = 100 грама
Специфична топлина на маслото (c масло) = 0,43 cal/g oC
Почетна температура на маслото (T1) = 20oC
Маслото е во садот така што маслото е во топлинска рамнотежа со железниот сад. Значи, ако конечната температура на железниот сад е 25oC, тогаш конечната температура на маслото е 25oC.
Конечна температура на маслото (T2) = 20oC+5oC = 25oC
Маса на железо (m) = 50 грама
Почетна температура на железото (T1) = 75oC
Железото е потопено во масло во сад, па затоа железото е во топлинска рамнотежа со маслото и садот. Значи, ако конечната температура на садот е 25oC, тогаш конечната температура на железото е 25oC.
Праша: Специфична топлина на железо (c железо)
Одговор:
Топлина ослободена од железо:
Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c калории
Топлина апсорбирана од железниот сад:
Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c калории
Топлина апсорбирана од масло:
Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 калории
Блековиот принцип наведува дека во затворен, изолиран систем, топлината ослободена од објект со висока температура се апсорбира од објект со ниска температура.
Ослободен Q = апсорбиран Q
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0,143 кал/г oC
Точниот одговор е А.
9. Чаша што содржи 200 грама вода на температура од 20°C е наполнета со 50 грама мраз на температура од -2°C. Ако помеѓу водата и мразот се случи само размена на топлина, откако ќе се постигне рамнотежа, ќе се добие следново: (c вода = 1 cal/gr°C; ces = 0,5 кал/гр°C; L = 80 кал/гр)
A. целиот мраз се топи и температурата е над 0°C
Б. целиот мраз се топи и температурата е 0°C
C. Не се топи целиот мраз и температурата е 0°C
D. температурата на целиот систем е под 0°C
E. дел од водата замрзнува и температурата на системот е 0°C
Дискусија
Познато е дека:
Водна маса (мвоздух) = 200 грама
Температура на водата (Tвоздух) = 20oC
Специфична топлина на водата (cвоздух) = 1 кал/гр°C
Ледена маса (мes) = 50 грама
Температура на мразот (Tes) = -2oC
Специфична топлина на мразот (c)es) = 0,5 кал/гр°C
Топлина на топената вода (L) = 80 cal/gr
Одговор:
Загрејте за да ја зголемите температурата на мразот од -2oC до 0oВ:
Q = mc ΔT
Q = (50 грам)(0,5 кал/гр°C)(0oC – (-2oВ))
Q = (50)(0,5 кал)(2)
Q = 50 калории
Загрејте за да го стопите целиот мраз во вода:
Q = m L = (50 грама) (80 кал/грам) = 4000 калории
Загрејте за да ја намалите температурата на целата вода од 20 степениoC до 0oВ:
Q = mc ΔT
Q = (200 грам)(1 кал/гр°C)(0oC – (20oВ))
Q = (200)(1 кал)(-20)
Q = -4000 калории
Позитивен знак значи дека се додава топлина, негативен знак значи дека се ослободува топлина.
Загрејте за да ја зголемите температурата на мразот на 0oC е 50 калории, а топлината потребна за топење на целиот мраз е 4000 калории. Значи, вкупната топлина потребна за топење на целиот мраз е 4050 калории. Достапната топлина е топлината што ја ослободува водата, што е 4000 калории.
Може да се заклучи дека достапната топлина не е доволна за да се стопи целиот мраз во вода. Поголемиот дел од мразот се стопил во вода, но мал дел не. Оваа вода и преостанатиот мраз се на 0°C.oC.
Точниот одговор е Ц.
10. Парче алуминиум со тежина од 200 грама на температура од 20oC се става во сад со вода со маса од 100 грама и температура од 80 степени.oC. Ако е познато дека специфичната топлина на алуминиумот е 0,22 cal/g oC, а специфичната топлина на водата е 1 kcal/g. oC, тогаш конечната температура на алуминиумот е близу до…
A. 20oC
Б. 42oC
В 62oC
D. 80oC
Е. 100oC
Дискусија
Тоа е познато :
Маса на алуминиум = 200 грама
Температура на алуминиум = 20oC
Маса на вода = 100 грама
Температура на водата = 80oC
Специфична топлина на алуминиум = 0,22 кал/г oC
Специфична топлина на водата = 1 кал/г oC
Праша : конечна температура на алуминиум
Џаваб :
Алуминиумот е во водата, па затоа конечната температура на алуминиумот = конечната температура на водата.
Топлината ослободена од водата со повисока температура (ослободена Q) = топлината апсорбирана од алуминиумот со пониска температура (апсорбирана Q)
mвоздух c (ΔT) = mалуминиум c (ΔT)
(100)(1)(80 – Т) = (200)(0,22)(Т – 20)
(100)(80 – Т) = (44)(Т – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
Т = 62oC
Точниот одговор е Ц.
11. Монета со маса од 50 g на температура од 85 °C се потопува во 50 g вода на температура од 29,8 °C (специфична топлина на водата = 1 кал.g -1 .°C-1 Ако конечната температура е 37 °C и садот не апсорбира топлина, тогаш специфичната топлина на металот е…
A. 0,15 кал.г -1 .°C-1
Б. 0,30 кал.г -1 .°C-1
C. 1,50 кал.г -1 .°C-1
D. 4,8 кал.г -1 .°C-1
E. 7,2 кал.г -1 .°C-1
Дискусија
Тоа е познато :
Маса на метал (мметал) = 50 грама
Температура на металот = 85oC
Водна маса (мвоздух) = 50 грама
Температура на водата = 29,8oC
Специфична топлина на водата (cвоздух) = 1 кал.г -1 .°C-1
Конечна температура на смесата = 37oC
Праша : специфична топлина на метал (c метал)
Џаваб :
Топлината ослободена од металот со повисока температура (ослободена Q) = топлината апсорбирана од водата со пониска температура (апсорбирана Q)
mметал c (ΔT) = mвоздух c (ΔT)
(50)(в)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(в)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 кал.г -1 .°C-1
Точниот одговор е А.
12. Коцка мраз од 50 грама на 0°C се потопува во 200 грама вода на 30°C ставена во посебен сад. Претпоставете дека садот не апсорбира топлина. Ако специфичната топлина на водата е 1 кал.г- 1 ° C -1 а топлината на топење на мразот е 80 кал.г. -1, тогаш конечната температура на смесата е….
А. 5°C
Б. 8°C
C. 11°C
Д. 14°C
И. 17°C
Дискусија
Тоа е познато :
Ледена маса (мes) = 50 грама
Температура на мраз = 0°C
Водна маса (мвоздух) = 200 грама
Температура на водата = 30oC
Специфична топлина на водата (cвоздух) = 1 кал.г- 1 ° C -1
Топлина на топење на мраз (Les) = 80 кал.г -1
Праша : конечна температура на смесата
Џаваб :
Прво проценете ја конечната состојба:
Топлината што ја ослободува водата за да ја намали нејзината температура од 30oC до 0oВ:
Qисклучен = мвоздух cвоздух (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Топлината потребна за топење на целиот мраз:
Qтопи = мes Les = (50)(80) = 4000
Топлината што се користи за топење на целиот мраз е само 4000, додека количината на достапна топлина е 6000. Може да се заклучи дека конечната температура на смесата е над 0°C.oC.
Црн принцип :
Топлина ослободена од вода = топлина за топење на целиот мраз + топлина за зголемување на температурата на ледената вода
(mвоздух)(в)воздух)(ΔT) = (mes)(Лes) + (мes)(в)воздух)(ΔT)
(200)(1)(30-Т) = (50)(80) + (50)(1)(Т-0)
(200)(30-Т) = (50)(80) + (50)(Т-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
Т = 2000/250
Т = 8oC
Точниот одговор е Б.
Промени во агрегатна состојба
13. Графиконот подолу ја покажува врската помеѓу температурата (T) и топлината (Q) применета на 1 грам цврста материја. Количината на топлина на испарување на цврстата материја е…
A. 60 калории/грам
Б. 70 калории/грам
C. 80 калории/грам
D. 90 калории/грам
E. 100 калории/грам
Дискусија:
Топлината на испарување е количината на топлина апсорбирана (или ослободена) од 1 грам од некој предмет за да ја промени неговата состојба од течна во гасовита (или од гасовита во течна).
Тоа е познато :
Апсорбирана или ослободена топлина: Q = 140 калории – 60 калории = 80 калории
Маса на цврста материја: m = 1 грам
Праша :
Топлина на пареа (Lv) цврсти материи?
Џаваб :
Формула за одредување на топлината на пареата :
Q = m Lv
Опис: Q = апсорбирана или ослободена топлина, m = маса на супстанцијата, Lv = топлина на пареа
Lv = Q / m
Lv = 80 калории / 1 грам
Lv = 80 калории/грам
Точниот одговор е Ц.
14. Подолу е прикажан графикон на топлината во однос на температурата на 1 кг пареа при нормален притисок. Точката на вриење на водата е 2256 x 103 J/kg, а специфичната топлина на водата е 4,2 x 103 J/kg K, тогаш топлината ослободена при преминот од пареа во вода е…
А. 4,50 × 103 Joule
Б. 5,20 × 103 Joule
C. 2,00 × 106 Joule
Д. 2,26 × 106 Joule
Е. 4,40 × 106 Joule
Дискусија:
Тоа е познато :
Парна топлина или топлина на вриење (Lv) = 2.256 x 103 Ј / кг
Специфична топлина на водата (c) = 4200 J/kg K
Маса на пареа (m) = 1 кг
Праша :
Ослободена топлина (Q)?
Џаваб :
Q = m Lv
Q = (1 кг)(2.256 x 103 J/кг)
Q = 2256 x 103 Joule
Q = 2,256 x 106 Joule
Точниот одговор е Д.
15. Количината на топлина апсорбирана за да се покачи температурата на 2 кг вода од -2°C oC до 10 oC е… Специфична топлина на водата = 4.200 J/kg Co, специфична топлина на мразот = 2.100 J/kg Co, топлина на фузија на вода (LF) = 334.000 J/kg
А. 760.400 J
Б. 750.000 Ј
C. 668.000 J
Д. 600.000 J
Е. 540.000 J
Дискусија:
Тоа е познато :
Маса (м) на вода = 2 кг
Почетна температура (T) = -2 oC
Конечна температура (T) = 10 oC
Специфична топлина на мразот (c es) = 2100 J/kg Co
Специфична топлина на водата (c вода) = 4200 J/kg Co
Топлина на фузија на вода (L)F) = 334.000 J/kg
Праша :
Апсорбирана топлина (Q)?
Џаваб :
Промена на температурата од -2 oC до 10 oЦ поминува низ неколку фази.
Фаза 1, температурата на мразот се зголемува од -2 oC до 0 oC (зголемувањето на температурата на мразот запира на точката на замрзнување на водата, што е 0) oC)
Фаза 2, целиот мраз се топи (цврстата состојба се менува во течна состојба на точката на замрзнување на водата, што е 0) oC)
Фаза 3, температурата на водата повторно се зголемува од 0 oC до 10 oC)
Значи, од температура од -2 oC до 0 oC, водата е сè уште во цврста состојба. На температура 0 oC, се случува промена од цврста во течна состојба. Откако цврстата состојба ќе се промени во течна, температурата на водата повторно се зголемува од 0 oC до 10 oC.
Q1 = (m)(c es)(делта T) = (2 kg)(2100 J/kg Co) (0 oC – (-2 oВ)) = (2) (2100 Ј) (2) = 8400 Ј
Q2 = (м)(ЛF) = (2 kg) (334.000 J/kg) = 668.000 J
Q3 = (м)(ц вода)(делта Т) = (2 кг)(4200 Ј/кг Цo) (10 oЦ - 0 oВ)) = (2) (4200 Ј) (10) = 84000 Ј
Апсорбирана топлина:
Q = Q1 + П2 + П3
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 џули
Точниот одговор е А.
Извор на прашањето:
Прашања по физика за државни испити за средно училиште/стручно средно училиште
