ബ്ലാക്ക് തത്വം ഉദാഹരണ ചോദ്യങ്ങൾ

ബ്ലാക്ക്സ് പ്രിൻസിപ്പിൾ ചോദ്യങ്ങളുടെ 15 ഉദാഹരണങ്ങൾ

1. 0,2 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഐസ് 0,2 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ചൂടുള്ള ചായയുമായി കലർത്തുന്നു. ഐസിന്റെ താപനില = – 10 ^o C, ചൂടുള്ള ചായയുടെ താപനില = 40 ^o C. ഐസിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 2100 J/kg C ^o , വെള്ളത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 4200 J/kg C ^o , വെള്ളത്തിന്റെ സംയോജന താപം = 334.000 J/kg. ഐസും ചൂടുള്ള ചായയും ഒറ്റപ്പെട്ട ഒരു അടച്ച സംവിധാനത്തിൽ കലർത്തുകയാണെങ്കിൽ, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില നിർണ്ണയിക്കുക.

ചർച്ച
അറിയപ്പെടുന്നത് :
ഹിമത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ. എസ്) = 0,2 കി.ഗ്രാം
ചൂട് തേയില വെള്ളത്തിന്റെ അളവ് (m ചായ) = 0,2 കി.ഗ്രാം
ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c വെള്ളം) = 4180 J/kg C^o
ഐസിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c es) = 2100 J/kg C^o
ജലത്തിന്റെ സംയോജനത്തിന്റെ താപം (L)_f വെള്ളം) = 334.000 J/kg
ഐസ് താപനില (T es) = -10^oC
ചൂട് ചായ വെള്ളത്തിന്റെ താപനില (T ചായ) = 40^oC
ചോദിച്ചു : മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില (T മിശ്രിതം) ?
ജവാബ് :
ആദ്യപടി, അന്തിമ അവസ്ഥ കണക്കാക്കുക.
0,2 കിലോഗ്രാം ചൂടുള്ള ചായയുടെ താപനില 40 ഡിഗ്രിയിൽ നിന്ന് കുറയ്ക്കാൻ വെള്ളം പുറത്തുവിടേണ്ട താപം^oസി മുതൽ 0 വരെ^oസി:
0,2 കിലോഗ്രാം ഐസ് ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപം അതിന്റെ താപനില -10 ൽ നിന്ന് ഉയർത്തുന്നു.^oസി മുതൽ 0 വരെ^oസി:
0,2 കിലോഗ്രാം ഐസ് ഉരുകാൻ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപം (എല്ലാ ഐസും വെള്ളമാക്കി മാറ്റാൻ ആവശ്യമായ താപം):
മുകളിലുള്ള കണക്കുകൂട്ടലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഇനിപ്പറയുന്ന ഫലങ്ങൾ ലഭിച്ചു:
പുറത്തിറങ്ങിയ Q = 33,444 kJ
ലഭിച്ച Q = 4,2 kJ
Q ഉരുകൽ = 66,8 kJ

ചൂടുള്ള ചായ 33,44 kJ താപം പുറത്തുവിടുമ്പോൾ, ചൂടുള്ള ചായയുടെ താപനില 40oC ൽ നിന്ന് 0oC ആയി മാറുന്നു. പുറത്തുവിടുന്ന താപത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം (ഏകദേശം 4,2 kJ) ഐസിന്റെ താപനില -10oC ൽ നിന്ന് 0oC ^{ആയി ഉയർത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു .} 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. എല്ലാ ഐസും വെള്ളമാക്കി ഉരുകാൻ, 66,8 kJ താപം ആവശ്യമാണ്. ശേഷിക്കുന്ന താപം 29,24 kJ ആണ്.

ചൂടുള്ള ചായ പുറത്തുവിടുന്ന താപം ഐസിന്റെ താപനില -10 ^° C ൽ നിന്ന് 0 ^° C ആയി ഉയർത്താനും കുറച്ച് ഐസ് ഉരുകാനും മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ എന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. ചില ഐസ് വെള്ളമായി മാറിയിട്ടുണ്ട്, ചിലത് അങ്ങനെയല്ല. ഖരാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, താപനില മാറുന്നില്ല. അതിനാൽ, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില 0 ^° C ആണ്.

2. ചൂടുള്ള ചായയുടെ പിണ്ഡം = 0,4 കി.ഗ്രാം, ഐസിന്റെ പിണ്ഡം = 0,2 കി.ഗ്രാം, ഐസ് കട്ടകളുടെ താപനില = -10^oസി, ചൂട് ചായയുടെ താപനില = 90^oC. രണ്ടും മിശ്രിതമാണെങ്കിൽ, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില എന്താണ്?
ചർച്ച
ആദ്യ ഘട്ടം: അന്തിമ അവസ്ഥ കണക്കാക്കുക
0,4 കിലോഗ്രാം ചൂട് ചായവെള്ളത്തിന്റെ താപനില 90 ഡിഗ്രിയിൽ നിന്ന് കുറയ്ക്കാൻ വെള്ളം പുറത്തുവിടേണ്ട താപം^oസി മുതൽ 0 വരെ^oസി:
0,2 കിലോഗ്രാം ഐസിന് ലഭിക്കുന്ന താപം അതിന്റെ താപനില -10 ൽ നിന്ന് ഉയർത്തുന്നു.^oസി മുതൽ 0 വരെ^oസി:
0,2 കിലോഗ്രാം ഐസ് ഉരുകാൻ ആവശ്യമായ താപം (എല്ലാ ഐസും വെള്ളമാക്കി മാറ്റാൻ ആവശ്യമായ താപം):
മുകളിലുള്ള കണക്കുകൂട്ടലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഇനിപ്പറയുന്ന ഫലങ്ങൾ ലഭിച്ചു:
പുറത്തിറങ്ങിയ Q = 150,48 kJ
ലഭിച്ച Q = 4,2 kJ
Q ഉരുകൽ = 66,8 kJ
ചൂടുള്ള ചായ 150,48 kJ താപം പുറത്തുവിടുമ്പോൾ, ചൂടുള്ള ചായയുടെ താപനില 90oC ൽ നിന്ന് 0oC ആയി മാറുന്നു. പുറത്തുവിടുന്ന താപത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം (4,2 J) ഐസിന്റെ താപനില -10 oC ൽ നിന്ന് 0oC ആയി ഉയർത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. ശേഷിക്കുന്ന താപം = 146,28 kJ.
എല്ലാ ഐസും വെള്ളത്തിലാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപം 66,8 kJ മാത്രമാണ്. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. ചൂടുള്ള ചായയുടെ താപനില പൂജ്യത്തിലേക്ക് താഴുന്നതുവരെ അതിന്റെ മുഴുവൻ താപവും പുറത്തുവിടേണ്ടതില്ല.^oC. ഉപസംഹാരമായി, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില 0 നേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കണം.^oC.

രണ്ടാമത്തെ ഘട്ടം: അന്തിമ താപനില (T) നിർണ്ണയിക്കുക
ഐസിന്റെ താപനില -10 ൽ നിന്ന് ഉയർത്താൻ ആവശ്യമായ താപം^oസി മുതൽ 0 വരെ^oസി 4200 ജെ ആണ്.
എല്ലാ ഐസും വെള്ളത്തിലാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപം (ലേറ്റന്റ് ഹീറ്റ്) = 66.800 J
ജലത്തിന്റെ താപനില (എല്ലാ ഐസും ഉരുകുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന വെള്ളം) 0 ൽ നിന്ന് ഉയർത്താൻ ആവശ്യമായ താപം^oസി മുതൽ ടി വരെ^oC = (ഐസിന്റെ പിണ്ഡം)(ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
ചൂട് ചായയുടെ താപനില 90oC യിൽ നിന്ന് T ലേക്ക് താഴ്ത്താൻ അത് പുറത്തുവിടുന്ന താപം = (ജലത്തിന്റെ സാന്ദ്രത)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T

 

^{3. 90 o} C താപനിലയിൽ (ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 1 കലോറി ^-1 . ^o C ^{-1 ) 60 ഗ്രാം വെള്ളം 25 o} C താപനിലയിൽ 40 ഗ്രാം സമാനമായ വെള്ളവുമായി കലർത്തുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ ബാധിക്കുന്ന മറ്റ് ഘടകങ്ങളൊന്നുമില്ലെങ്കിൽ, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില...

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

ചർച്ച
അറിയപ്പെടുന്നത് :
ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം 1 (മീ.₁) = 60 ഗ്രാം
ജലത്തിന്റെ താപനില 1 (T₁) = 90^oC
ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം 2 (മീ.₂) = 40 ഗ്രാം
ജലത്തിന്റെ താപനില 2 (T₂) = 25^oC
പ്രത്യേക താപം വെള്ളം (c) = 1 കലോറി ഗ്രാം^-1.^oC^-1
ചോദിച്ചു : സുഹു ഫൈനൽ മിക്സ്
ജവാബ് :
ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വെള്ളം പുറത്തുവിടുന്ന താപം (Q പുറത്തുവിടുന്നു) = താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപം (Q ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു)
m₁ സി (ΔT) = മീ₂ സി (ΔT)
(60)(1)(90 – ടി) = (40)(1)(ടി – 25)
(60)(90 – ടി) = (40)(ടി – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100 ടി
ടി = 6400/100
ടി = 64^oC
ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

4. ഒരു അലുമിനിയം കഷണത്തിന് 500 ഗ്രാം പിണ്ഡവും 30 ഡിഗ്രി താപനിലയുമുണ്ട്. ^o200 ഗ്രാം പിണ്ഡവും 90 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയുമുള്ള വെള്ളം നിറച്ച ഒരു പാത്രത്തിലേക്ക് സി ഇടുന്നു. ^oC. അലൂമിനിയത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം 0,22 കലോറി/ഗ്രാം C ആണെന്ന് അറിയാമെങ്കിൽ^o ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം 1 കലോറി/ഗ്രാം С ആണ്.^o, അപ്പോൾ വെള്ളത്തിന്റെയും അലൂമിനിയത്തിന്റെയും അവസാന താപനില...
A. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
ഇ. 100 ^oC
ചർച്ച :
പിണ്ഡത്തിന്റെ യൂണിറ്റ്, ഗ്രാം (g) കിലോഗ്രാമിലേക്ക് (kg) പരിവർത്തനം ചെയ്യേണ്ടതില്ല, കാരണം അലൂമിനിയത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപവും വെള്ളത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപവും കലോറി/g C ൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.^o.
അറിയപ്പെടുന്നത് :
m അലുമിനിയം = 500 ഗ്രാം
c അലുമിനിയം = 0,22 കലോറി/gC^o
ടി അലുമിനിയം = 30 ^oC
മ വെള്ളം = 200 ഗ്രാം
c വെള്ളം = 1 കലോറി/gC^o
ടി വെള്ളം = 90 ^oC
ചോദിച്ചു :
വെള്ളത്തിന്റെയും അലൂമിനിയത്തിന്റെയും അന്തിമ താപനില (T)?
ജവാബ് :

താപ സൂത്രവാക്യം : Q = (m)(c)(ഡെൽറ്റ T)

Q വെള്ളം = = (200 ഗ്രാം)(1 കലോറി/ഗ്രാംC^o)(90) ^oസി - ടി)
Q അലുമിനിയം = (500 ഗ്രാം)(0,22 കലോറി/ഗ്രാംC^o)(ടി– 30 ^oC)

ബ്ലാക്ക് അടിസ്ഥാന സൂത്രവാക്യം : Q _{പുറത്തുവിടുന്നു} = Q _{ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.}

വെള്ളത്തിന് ഉയർന്ന പ്രാരംഭ താപനിലയുണ്ട് (90 ^oC) വെള്ളം താപം പുറത്തുവിടുന്നതിനാൽ, അലൂമിനിയത്തിന് കുറഞ്ഞ പ്രാരംഭ താപനിലയുണ്ട് (30 ^oC) അലുമിനിയം താപം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിന്. വെള്ളത്തിന്റെയും അലുമിനിയത്തിന്റെയും മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില വെള്ളത്തിന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയേക്കാൾ കുറവും അലുമിനിയത്തിന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയേക്കാൾ കൂടുതലുമായിരിക്കണം.
(200 ഗ്രാം)(1 കലോറി/ഗ്രാംസെൽഷ്യസ്)^o)(90) ^oസി – ടി) = (500 ഗ്രാം)(0,22 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(ടി– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-T) = (110)(T-30)
18000 – 200 ടിയാൻ = 110 ടിയാൻ – 3300
18000 + 3300 = 110 ടി + 200 ടി
21300 = 310 ടി.
ടി = 68,7 ^oC
വെള്ളവും അലുമിനിയവും ചേർന്നതിന്റെ അവസാന താപനില 68,7 ആണ്. ^oC.
ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

5. 80 ഡിഗ്രി താപനിലയിൽ 300 ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ലോഹക്കഷണം ^o200 ഗ്രാം വെള്ളത്തിൽ 40 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ മുക്കിയ സി. ^oC. ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 1 കലോറി/ഗ്രാം C^oലോഹത്തിന്റെയും വെള്ളത്തിന്റെയും മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില 50 ആണെങ്കിൽ^o C ഉം കണ്ടെയ്നർ താപം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നില്ലെങ്കിൽ, ലോഹത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം...
എ. 0,15 കലോറി/ഗ്രാം സി^o
ബി. 0,22 കലോറി/ഗ്രാം സി^o
സി. 1,50 കലോറി/ഗ്രാം സി^o
ഡി. 4,8 കലോറി/ഗ്രാം സി^o
ഇ. 7,2 കലോറി/ഗ്രാം സി^o
ചർച്ച :
അറിയപ്പെടുന്നത് :
m ലോഹം = 300 ഗ്രാം
ടി മെറ്റൽ = 80 ^oC
മ വെള്ളം = 200 ഗ്രാം
ടി വെള്ളം = 40 ^oC
c വെള്ളം = 1 കലോറി/ഗ്രാം C^o
ടി. ലോഹത്തിന്റെയും വെള്ളത്തിന്റെയും അന്തിമ മിശ്രിതം = 50 ^oC
ചോദിച്ചു :
സി ലോഹമോ?
ജവാബ് :
Q ലോഹം = (m)(c)(ഡെൽറ്റ T) = (300 ഗ്രാം)(c ലോഹം)(80^oസി - 50^oസി) = (300 ഗ്രാം)(സി ലോഹം)(30 സി^o)
Q വെള്ളം = (m)(c)(ഡെൽറ്റ T) = (200 ഗ്രാം)(1 കലോറി/ഗ്രാം C^o)(60)^oസി - 50^oസി) = (200 ഗ്രാം)(1 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(10 സി^o)

ബ്ലാക്ക് അടിസ്ഥാന സൂത്രവാക്യം : Q _{പുറത്തുവിടുന്നു} = Q _{ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.}

ലോഹത്തിന് ഉയർന്ന പ്രാരംഭ താപനിലയുണ്ട് (80 ^oസി) ലോഹം താപം പുറത്തുവിടുന്നതിനാൽ, വെള്ളത്തിന് കുറഞ്ഞ പ്രാരംഭ താപനിലയുണ്ട് (40 ^oC) വെള്ളം ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന തരത്തിൽ.
(300 ഗ്രാം)(സി മെറ്റൽ)(30 സി^o) = (200 ഗ്രാം)(1 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(10 സി^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 സി = 2000
സി = 2000 / 9000
c = 0,22 കലോറി/ഗ്രാം സി^o
ലോഹത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം 0,22 കലോറി/ഗ്രാം സി ആണ്.^o.
ശരിയായ ഉത്തരം ബി ആണ്.

6. രണ്ട് ഒരുപോലെയുള്ള പന്തുകൾക്ക് 40 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയുണ്ട്. ^oC, രണ്ട് പന്തുകളുടെയും പിണ്ഡം യഥാക്രമം 10 ഗ്രാമും 40 ഗ്രാമുമാണ്. രണ്ട് പന്തുകളുടെയും പിണ്ഡം ഒരു ദ്രാവകത്തിൽ വയ്ക്കുന്നു, അങ്ങനെ രണ്ട് പന്തുകളുടെയും താപനില 60 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി ഉയരുന്നു.^oC. പന്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം 2 കലോറി/ഗ്രാം C ആണെങ്കിൽ^o 1 കലോറി = 4,2 ജൂൾസ്, അപ്പോൾ ഓരോ പന്തും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തിലെ വ്യത്യാസം...
എ. 5,04 x 10³ ജൂൾ
ബി. 7,50 x 10³ ജൂൾ
സി. 10,6 x 10³ ജൂൾ
ഡി. 40 x 10³ ജൂൾ
ഇ. 42 x 10³ ജൂൾ
ചർച്ച :
അറിയപ്പെടുന്നത് :
m₁ = 10 ഗ്രാം
m₂ = 40 ഗ്രാം
T₁ = ടി₂ = 40 ^oC
T _{അവസാനിക്കുന്നു} = 60 ^oC
c ബോൾ = 2 കലോറി/ഗ്രാം C^o
ചോദിച്ചു :
ഓരോ പന്തും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തിന്റെ വ്യത്യാസം എന്താണ്?
ജവാബ് :
രണ്ട് പന്തുകളും ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യേണ്ടി വരുന്നതിനാൽ അവയുടെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു.
Q₁ = (10 ഗ്രാം)(2 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(60)^oസി–40^oസി) = (10 ഗ്രാം)(2 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(20 സി^o) = 400 കലോറി = (400)(4,2 J) = 1680 ജൂൾസ്
Q₂ = (40 ഗ്രാം)(2 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(60)^oസി–40^oസി) = (40 ഗ്രാം)(2 കലോറി/ഗ്രാം സി^o)(20 സി^o) = 1600 കലോറി = (1600)(4,2 J) = 6720 ജൂൾസ്
ഓരോ പന്തും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തിലെ വ്യത്യാസം:
6720 J - 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
ശരിയായ ഉത്തരം എ ആണ്.

7. 30°C താപനിലയിൽ 200 ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള വെള്ളം 100 ഗ്രാം പിണ്ഡവും 90°C താപനിലയുമുള്ള തിളച്ച വെള്ളവുമായി കലർത്തുന്നു. (ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 1 കലോറി ഗ്രാം ^-1 °C ^-1 ). താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെ സമയത്ത് മിശ്രിത ജലത്തിന്റെ താപനില ....

എ. 10°C

ബി. 30°C

സി. 50°C

ഡി. 75°C

കിഴക്കൻ താപനില 150°C

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത് :

വെള്ളത്തിന്റെ പിണ്ഡം 1 (മീ ₁ ) = 200 ഗ്രാം

ജലത്തിന്റെ താപനില 1 (T ₁ ) = 30 ^o C

വെള്ളത്തിന്റെ പിണ്ഡം 2 (മീ ₂ ) = 100 ഗ്രാം

ജലത്തിന്റെ താപനില 2 (T ₂ ) = 90 ^o C

ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c) = 1 കലോറി.ഗ്രാം ⁻¹ °C ⁻¹

ചോദിച്ചു : മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില

ഉത്തരം :

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വെള്ളം പുറത്തുവിടുന്ന താപം (Q പുറത്തുവിടുന്നു) = താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപം (Q ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു)

ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

8. 90 ^o C താപനിലയിൽ (ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 1 കലോറി ^-1 . ^o C ^{-1 ) 60 ഗ്രാം വെള്ളം 25 o} C താപനിലയിൽ 40 ഗ്രാം സമാനമായ വെള്ളവുമായി കലർത്തുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ ബാധിക്കുന്ന മറ്റ് ഘടകങ്ങളൊന്നുമില്ലെങ്കിൽ, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില...

എ. 15,4 ^o സി

ബി. 23,0 ^o സി

സി. 46,0 ^o സി

ഡി. 64,0 ^o സി

ഇ. 77,0 ^o സി

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത് :

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം 1 (മീ ₁ ) = 60 ഗ്രാം

ജലത്തിന്റെ താപനില 1 (T ₁ ) = 90 ^o C

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം 2 (മീ ₂ ) = 40 ഗ്രാം

ജലത്തിന്റെ താപനില 2 (T ₂ ) = 25 ^o C

ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c) = 1 കലോറി ഗ്രാം ^-1 . ^o C ^-1

ചോദിച്ചു : മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില

ഉത്തരം :

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വെള്ളം പുറത്തുവിടുന്ന താപം (Q പുറത്തുവിടുന്നു) = താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപം (Q ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു)

ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

9. 0 ^o C താപനിലയിൽ M ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഐസ് , 20 ^o C താപനിലയിൽ 340 ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള വെള്ളത്തിൽ ഇടുന്നു, അത് ഒരു പ്രത്യേക പാത്രത്തിൽ വയ്ക്കുന്നു. പാത്രം ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നില്ല/പുറത്തുവിടുന്നില്ലെന്ന് കരുതുക. L _ഐസ് = 80 കലോറി g ^-1 , c _{വെള്ളം} = 1 കലോറി g ^{-1 o} C ^-1 , എല്ലാ ഐസും ഉരുകുകയും 5 o C താപനിലയിൽ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുകയും ചെയ്താൽ ^, ഐസിന്റെ പിണ്ഡം (M)...

എ. 60 ഗ്രാം

ബി. 68 ഗ്രാം

സി. 75 ഗ്രാം

ഡി. 80 ഗ്രാം

ഇ. 170 ഗ്രാം

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത് :

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ) = 340 ഗ്രാം

ഐസ് താപനില (T _es ) = 0 ^o C

ജലത്തിന്റെ താപനില (T _{വെള്ളം} ) = 20 ^o C

താപ സന്തുലിത താപനില (T) = 5 ^o C

ഉരുകുന്ന ഐസിന്റെ താപം (L _ഐസ് ) = 80 കലോറി g ^-1

ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c _{വെള്ളം} ) = 1 കലോറി g ^{-1 o} C ^-1

ചോദ്യം : ഹിമത്തിന്റെ പിണ്ഡം (M)

ഉത്തരം :

ഒരു ഒറ്റപ്പെട്ട അടച്ച സിസ്റ്റത്തിൽ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന താപം, താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തിന് തുല്യമാണെന്ന് ബ്ലാക്ക് തത്വം പറയുന്നു.

ജലം പുറത്തുവിടുന്ന താപം (Q പുറത്തുവിടുന്നു) = ഐസ് ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപം (Q ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു)

ശരിയായ ഉത്തരം എ ആണ്.

കാറ്റാറ്റൻ:

ഐസിന് 0 താപനിലയുണ്ടെന്ന് പറയുകയാണെങ്കിൽ^o അപ്പോൾ വെള്ളം ഇപ്പോഴും ഖരരൂപത്തിലാണ്. ജലത്തിന്റെ താപനില 0 ആണെന്ന് പറഞ്ഞാൽ^oC അപ്പോൾ വെള്ളം ദ്രാവക രൂപത്തിലാണ്. ഐസ്, ജലം എന്നീ പദങ്ങളുടെ ഉപയോഗം വേർതിരിക്കുക. വെള്ളം ഇപ്പോഴും ഖരരൂപത്തിലോ ഐസ് രൂപത്തിലോ ആയതിനാൽ, ആദ്യം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപം ഉപയോഗിച്ച് എല്ലാ ഐസും വെള്ളമാക്കി മാറ്റുന്നു, അതിനാൽ മുകളിലുള്ള സമവാക്യത്തിന്റെ വലതുവശത്ത്, ഐസ് ഉരുകാനുള്ള താപത്തിന്റെ അളവ് കണക്കാക്കാൻ ഒരു ഫോർമുല ചേർത്തിരിക്കുന്നു (m_es L_es). എല്ലാ ഐസും വെള്ളമായി ഉരുകിക്കഴിഞ്ഞാൽ, ഐസിന്റെ താപനില പൂജ്യത്തിൽ നിന്ന് ഉയർത്താൻ അധിക താപം ഉപയോഗിക്കുന്നു.^oസി 5 ആയി മാറുന്നു^oC.

10. 100 ^° C താപനിലയിലുള്ള ഒരു ചെമ്പ് ലോഹം 128 ഗ്രാം പിണ്ഡവും 30 ^° C താപനിലയുമുള്ള വെള്ളത്തിൽ ഇടുന്നു . ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം 1 കലോറി ^-1 °C ^-1 ഉം ചെമ്പിന്റെ പ്രത്യേക താപം 0,1 കലോറി ^-1 °C ^{-1 ഉം ആണ്. 36 °} C താപനിലയിൽ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ , ലോഹത്തിന്റെ പിണ്ഡം ....

എ. 140 ഗ്രാം

ബി. 120 ഗ്രാം

സി. 100 ഗ്രാം

ഡി. 80 ഗ്രാം

ഇ. 75 ഗ്രാം

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:

ചെമ്പ് താപനില (T ₁ ) = 100 ^o C

ചെമ്പിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c ₁ ) = 0,1 കലോറി ഗ്രാം ^-1o C ^-1

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (m ₂ ) = 128 ഗ്രാം

ജലത്തിന്റെ താപനില (T ₂ ) = 30 ^o C

ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c ₂ ) = 1 കലോറി ഗ്രാം ^-1o C ^-1

താപ സന്തുലിത താപനില (T) = 36 ^o C

ചോദ്യം: ചെമ്പിന്റെ പിണ്ഡം (മീ ₁ )

ഉത്തരം :

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന താപം = താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു സ്വീകരിക്കുന്ന താപം എന്ന് ബ്ലാക്ക് തത്വം പറയുന്നു.

ശരിയായ ഉത്തരം ബി ആണ്.

11. 80 ^o C താപനിലയിൽ 1400 J.kg ^-1 C ^-1 എന്ന പ്രത്യേക താപമുള്ള മൂന്ന് കിലോഗ്രാം കറുത്ത ലെഡ് വടി 4200 J.kg ^-1 C ^-1 എന്ന പ്രത്യേക താപമുള്ള 10 കിലോഗ്രാം വെള്ളത്തിൽ മുക്കിവയ്ക്കുന്നു . താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിച്ചതിനുശേഷം, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില 20 ^o C ആണ്. ജലത്തിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില ....

എ. 20 ^o സി

ബി. 18 ^o സി

സി. 14 ^o സി

ഡി. 12 ^o സി

ഇ. 10 ^o സി

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:

ലെഡിന്റെ പിണ്ഡം (m ₁ ) = 3 കി.ഗ്രാം

ടിന്നിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c ₁ ) = 1400 J.kg ^-1 C ^-1

ടിൻ താപനില (T ₁ ) = 80 ^o C

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (m ₂ ) = 10 കി.ഗ്രാം

ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c ₂ ) = 4200 J.kg ^-1 C ^-1

താപ സന്തുലിത താപനില (T) = 20 ^o C

ആവശ്യമുള്ളത്: പ്രാരംഭ ജല താപനില (T ₂ )

ഉത്തരം :

ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

12. 50 ഗ്രാം നാണയം 85 ^{ഡിഗ്രി} സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ ചൂടാക്കി , 29,8 ^{ഡിഗ്രി} സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ 50 ഗ്രാം വെള്ളം അടങ്ങിയ ഒരു പാത്രത്തിൽ മുക്കി (ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 1 കലോറി ^-1 . ^o സി ^-1 ). സിസ്റ്റത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില 37 ^{ഡിഗ്രി} സെൽഷ്യസ് ആണെങ്കിൽ, പാത്രത്തിലൂടെ താപത്തിൽ മാറ്റമില്ലെന്ന് കരുതുകയാണെങ്കിൽ, ലോഹത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം...

എ. 0,12 കലോറി ^-1 . ^o സി ^-1

ബി. 0,30 കലോറി ഗ്രാം ^-1 . ^o സി ^-1

സി. 1,50 കലോറി ഗ്രാം ^-1 . ^o സി ^-1

ഡി. 4,8 കലോറി ^-1 . ^o സി ^-1

E. 7,2 കലോറി ^-1 . ^o C ^-1

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:

നാണയത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ) = 50 ഗ്രാം

നാണയത്തിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില (T ₁ ) = 85 ^o C

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ) = 50 ഗ്രാം

പ്രാരംഭ ജല താപനില (T ₂ ) = 29,8 ^o C

ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം = 1 കലോറി.g ^-1 . ^o C ^-1

അവസാന സിസ്റ്റം താപനില (T) = 37 ^o C

ചോദ്യം: ലോഹത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c)

ഉത്തരം :

ബ്ലാക്ക് തത്വം പറയുന്നത് പുറത്തുവിടുന്ന താപം = ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപം എന്നാണ്. താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുന്നതുവരെ നാണയം താപം പുറത്തുവിടുകയും വെള്ളം താപം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

എല്ലാ യൂണിറ്റുകളും ഗ്രാമിലാണ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്, അതിനാൽ യൂണിറ്റുകൾ പരിവർത്തനം ചെയ്യേണ്ട ആവശ്യമില്ല.

Q _{പുറത്തുവിടുന്നു} = Q _{ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു}

m _ലോഹം c ΔT = m _{വെള്ളം} c ΔT

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

(50)(സി)(48) = (50)(7,2)

(50)(സി)(48) = (50)(7,2)

(സി)(48) = 7,2

സി = 7,2 / 48

c = 0,15 കലോറി ഗ്രാം ^-1 . ^o C ^-1

^{13. 100 o} C താപനിലയിലുള്ള ഒരു ചെമ്പ് ലോഹം 128 ഗ്രാം പിണ്ഡവും 30 ^o C താപനിലയുമുള്ള വെള്ളത്തിൽ ഇടുന്നു . ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം 1 കലോറി ^{-1 o} C ^-1 ഉം ചെമ്പിന്റെ പ്രത്യേക താപം 0,1 കലോറി ^{-1 o} C ^{-1 ഉം ആണ്. 36 o} C താപനിലയിൽ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ , ലോഹത്തിന്റെ പിണ്ഡം ....

എ. 140 ഗ്രാം
ബി. 120 ഗ്രാം
സി. 100 ഗ്രാം
ഡി. 80 ഗ്രാം
ഇ. 75 ഗ്രാം

ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
ചെമ്പ് താപനില (T₁) = 100 ^oC
ചെമ്പിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c₁) = 0,1 കലോറി ഗ്രാം^{-1 o}C^-1

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ.₂) = 128 ഗ്രാം
ജലത്തിന്റെ താപനില (T₂) = 30 ^oC
ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c₂) = 1 കലോറി ഗ്രാം^{-1 o}C^-1

താപ സന്തുലിത താപനില (T) = 36 ^oC
ചോദ്യം: ചെമ്പിന്റെ പിണ്ഡം (മീ.₁)
ഉത്തരം :

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന താപം = താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു സ്വീകരിക്കുന്ന താപം എന്ന് ബ്ലാക്ക് തത്വം പറയുന്നു.
Q ചെമ്പ് = Q വെള്ളം
m₁ c₁ ΔT = മീ₂ c₂ .T
(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
ചെമ്പിന്റെ പിണ്ഡം 120 ഗ്രാം ആണ്.
ശരിയായ ഉത്തരം ബി ആണ്.

^{14. 80 o} C താപനിലയിൽ 1400 J.kg ^-1 C ^-1 എന്ന പ്രത്യേക താപമുള്ള മൂന്ന് കിലോഗ്രാം കറുത്ത ലെഡ് വടി 4200 J.kg ^-1 C ^-1 എന്ന പ്രത്യേക താപമുള്ള 10 കിലോഗ്രാം വെള്ളത്തിൽ മുക്കിവയ്ക്കുന്നു . താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിച്ചതിനുശേഷം, മിശ്രിതത്തിന്റെ അന്തിമ താപനില 20 ^o C ആണ്. ജലത്തിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില ....

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

ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
ഈയത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ.)₁) = 3 കി.ഗ്രാം
ടിന്നിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c₁) = 1400 ജ.കിലോ^-1 C^-1
ടിൻ താപനില (T₁) = 80 ^oC

ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ.₂) = 10 കി.ഗ്രാം
ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c₂) = 4200 ജ.കിലോ^-1 C^-1

താപ സന്തുലിത താപനില (T) = 20 ^oC
ആവശ്യമുള്ളത്: പ്രാരംഭ ജല താപനില (T₂)
ഉത്തരം :
Q റിലീസ് ചെയ്‌തു = Q ലഭിച്ചു
Q ടിൻ = Q വെള്ളം
m₁ c₁ ΔT = മീ₂ c₂ .T
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(20-T)
252.000 = 840.000 – 42.000 ടി
42.000 ടിയാൻ = 840.000 – 252.000
42.000 ടിയാൻ = 588.000
ടി = 588.000 / 42.000
ടി = 14
പ്രാരംഭ ജല താപനില 14 ആണ്^oC.
ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

^{15. 0 o} C താപനിലയിൽ M ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഐസ് , 20 ^o C താപനിലയിൽ 340 ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള വെള്ളത്തിൽ ഇടുന്നു, അത് ഒരു പ്രത്യേക പാത്രത്തിൽ വയ്ക്കുന്നു. പാത്രം ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നില്ല/പുറത്തുവിടുന്നില്ലെന്ന് കരുതുക. L _ഐസ് = 80 കലോറി g ^-1 , c _{വെള്ളം} = 1 കലോറി g ^{-1 o} C ^-1 , എല്ലാ ഐസും ഉരുകുകയും 5 ^o C താപനിലയിൽ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെങ്കിൽ , ഐസിന്റെ പിണ്ഡം (M)...

എ. 60 ഗ്രാം
ബി. 68 ഗ്രാം
സി. 75 ഗ്രാം
ഡി. 80 ഗ്രാം
ഇ. 170 ഗ്രാം

ചർച്ച
അറിയപ്പെടുന്നത് :
ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ) = 340 ഗ്രാം
ഐസ് താപനില (T_es) = 0^oC
സുഹു വെള്ളം (ടി_എയർ) = 20^oC
താപ സന്തുലിത താപനില (T) = 5^oC
ഐസിന്റെ സംയോജനത്തിന്റെ താപം (L_es) = 80 കലോറി ഗ്രാം^-1
ജലത്തിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c_എയർ) = 1 കലോറി ഗ്രാം^{-1 o}C^-1
ചോദിച്ചു : ഹിമത്തിന്റെ പിണ്ഡം (M)
ജവാബ് :

കറുത്ത തത്വം ഒരു ഒറ്റപ്പെട്ട അടച്ച വ്യവസ്ഥയിൽ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന താപം താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തു ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തിന് തുല്യമാണെന്ന് പ്രസ്താവിക്കുന്നു.
ജലം പുറത്തുവിടുന്ന താപം (Q പുറത്തുവിടുന്നു) = ഐസ് ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപം (Q ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു)
m_എയർ c_എയർ ( ടി) = മീ_es L_es + മീ_es c_എയർ ( ടി)
(340)(1)(20-5) = എം (80) + എം (1)(5-0)
(340)(15) = 80M + 5M
5100 = 85 ദശലക്ഷം
എം = 5100/85
എം = 60 ഗ്രാം
ശരിയായ ഉത്തരം എ ആണ്.

കാറ്റാറ്റൻ:
ഐസിന് 0 താപനിലയുണ്ടെന്ന് പറയുകയാണെങ്കിൽ^o അപ്പോൾ വെള്ളം ഇപ്പോഴും ഖരരൂപത്തിലാണ്. ജലത്തിന്റെ താപനില 0 ആണെന്ന് പറഞ്ഞാൽ^oC അപ്പോൾ വെള്ളം ദ്രാവക രൂപത്തിലാണ്. ഐസ്, ജലം എന്നീ പദങ്ങളുടെ ഉപയോഗം വേർതിരിക്കുക. വെള്ളം ഇപ്പോഴും ഖരരൂപത്തിലോ ഐസ് രൂപത്തിലോ ആയതിനാൽ, ആദ്യം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപം ഉപയോഗിച്ച് എല്ലാ ഐസും വെള്ളമാക്കി മാറ്റുന്നു, അതിനാൽ മുകളിലുള്ള സമവാക്യത്തിന്റെ വലതുവശത്ത്, ഐസ് ഉരുകാനുള്ള താപത്തിന്റെ അളവ് കണക്കാക്കാൻ ഒരു ഫോർമുല ചേർത്തിരിക്കുന്നു (m_es L_es). എല്ലാ ഐസും വെള്ളമായി ഉരുകിക്കഴിഞ്ഞാൽ, ഐസിന്റെ താപനില പൂജ്യത്തിൽ നിന്ന് ഉയർത്താൻ അധിക താപം ഉപയോഗിക്കുന്നു.^oസി 5 ആയി മാറുന്നു^oC.

ചോദ്യ ഉറവിടം:

സീനിയർ ഹൈസ്കൂൾ/വൊക്കേഷണൽ ഹൈസ്കൂളിനുള്ള ദേശീയ പരീക്ഷാ ഭൗതികശാസ്ത്ര ചോദ്യങ്ങൾ