Хар арьстнуудын зарчмуудыг ойлгох нь
Хэрэв бид нээлттэй саванд (жишээлбэл, хувин) халуун, хүйтэн усыг хольвол дулаан нь халуун уснаас хүйтэн ус руу шилждэг. Сав нь нээлттэй тул дулааны зарим хэсэг нь агаарт шилждэг. Сав нь мөн илүү дулаан болдог. Халуун усаар ялгарч буй дулааныг зөвхөн хүйтэн ус төдийгүй агаар болон сав шингээдэг. Энэ тохиолдолд хувин нь тусгаарлагдаагүй систем юм.
Бид хаалттай термост халуун, хүйтэн усыг холиход дулаан нь халуун уснаас хүйтэн ус руу шилждэг . Термос нь тусгаарлагдсан систем тул агаар эсвэл термос руу дулаан дамжуулдаггүй. Халуун уснаас ялгарч буй дулааныг холимог дулааны тэнцвэрт байдалд хүрэх хүртэл хүйтэн усанд шингээдэг.
Блэкийн зарчим нь тусгаарлагдсан битүү системд өндөр температуртай объектын ялгаруулдаг дулаан нь бага температуртай объектын шингээсэн дулаан юм гэж үздэг.
Блэкийн үндсэн томъёо
Qунтраах = Qшингээх
Тайлбар: Qунтраах = өндөр температуртай объектоос ялгардаг дулаан, Qшингээх = бага температуртай объектуудаас шингээсэн дулаан.
Блэкийн үндсэн асуултуудын жишээ
1. 1 кг жинтэй, 100 градусын температуртай халуун төмрийн хэсэг oC-г 2 кг жинтэй, 20 хэмийн температуртай устай саванд хийнэ. oC. Хольцын эцсийн температур хэд вэ? Төмрийн хувийн дулаан = 450 Ж/кг Co, усны хувийн дулаан = 4200 Ж/кг Кo.
Хэлэлцүүлэг:
Энэ нь мэдэгдэж байна :
м төмөр = 1 кг, Тбэси = 100 oC, м ус = 2 кг, Tагаар = 20 oC, c төмөр = 450 Ж/кг Co, c ус = 4200 Ж/кг Co.
Асуусан :
Т холимог уу?
Жаваб :
Төмөр нь уснаас өндөр температуртай тул төмөр нь дулааныг ялгаруулдаг бол ус нь дулааныг шингээдэг.
(m)(c)(дельта T) = (m)(c)(дельта T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(450)(100-T) = (8400)(T-20)
45000 – 450T = 8400 T – 168000
45000 + 168000 = 8400 Т + 450 Т
213000 = 8850 Т
Т = 213000 : 8850
Т = 24 oC
Суху Халуун төмөр ба хүйтэн усны холимог хоёулаа дулааны тэнцвэрт байдалд байх үеийн эцсийн температур нь 24 байна. oC.
2. 2015/2016 оны Физикийн SMA/MA улсын шалгалтын 20 дугаар асуулт
0 ° C температурт байгаа 75 грамм усыг 50 грамм устай хольж, хольцын температур 40 ° C байхаар холино, тиймээс 50 грамм усны анхны температур нь...
А. 125 ° C
B. 120 ° C
C. 110 o C
D. 100 ° C
Зүүн 80 ° C
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Усны масс 1 (м1 ) = 75 грамм
Усны анхны температур 1 (T1 ) = 0 o C
Усны масс 2 (м2 ) = 50 грамм
Хольцын эцсийн температур (T) = 40 o C
Массын нэгжүүд ижил тул хөрвүүлэх шаардлагагүй.
Хүссэн: Усны анхны температур 2 ( T2 )
Хариулт:
Блэкийн зарчим нь тусгаарлагдсан битүү системд өндөр температуртай объектын ялгаруулдаг дулаан нь бага температуртай объектын шингээсэн дулаантай тэнцүү гэж үздэг.
Q ялгарсан = Q шингээгдсэн
м 1 c ( Δ T 1 ) = м 2 c ( Δ T 2 )
Усны хувийн дулаан нь ижил тул тэгшитгэлээс c хасагдана.
м 1 ( Δ T 1 ) = м 2 ( Δ T 2 )
(75)(40 – 0) = (50)(T 2 – 40)
(75)(40) = (50)(T2 – 40)
3000 = 50 Т 2 – 2000
3000 + 2000 = 50 T 2
5000 = 50 Т 2
Т2 = 100
Зөв хариулт нь D.
3. 2015/2016 оны Физикийн SMA/MA улсын шалгалтын 20-р асуулт
200 грамм жинтэй металлыг 120 ° C хүртэл халаагаад , 30 ° C температурт 100 грамм усанд хийнэ. Тэнцвэр тогтсоны дараа хольцын температур 60 ° C болно. Хэрэв усны хувийн дулаан 4200 Ж.кг -1° C -1 бол металлын хувийн дулаан ... байна.
А. 10,5 Ж.кг -1o C -1
B. 105 Ж.кг -1o C -1
C. 150 Ж.кг -1o C -1
D. 1050 Ж.кг -1o C -1
E. 1500 Ж.кг -1o C -1
Хэлэлцүүлэг
Массын нэгжийг граммаас килограмм болгон хөрвүүлэх (Олон улсын нэгжийн систем)
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Металлын масс (м1 ) = 200 грамм = 0,2 кг
Металлын температур (T1 ) = 120 o C
Усны масс (м² ) = 100 грамм = 0,1 кг
Усны температур (T2 ) = 30 o C
Хольцын эцсийн температур (T) = 60 o C
Усны хувийн дулаан (c 2 ) = 4200 Ж.кг -1 o C -1
Асуулт: Металлын хувийн дулаан (c 1 )
Хариулт:
Q ялгарсан = Q шингээгдсэн
m1 c1 (ΔT1) = м2 c2 (ΔT2)
(0,2)(c 1 )(120 – 60) = (0,1)(4200)(60 – 30)
(0,2)(c 1 )(60) = (0,1)(4200)(30)
12 c 1 = 12600
c 1 = 12600 / 12
c 1 = 1050
Зөв хариулт нь D.
4. 2018 оны SMA/MA үндэсний шалгалтын асуултууд
35 ° C температуртай 400 мл устай саванд 250 мл буцалсан ус (100 ° C) хийнэ . Дулааны тэнцвэр тогтсоны дараа хольцын температур ... (усны хувийн дулаан 1,0 кал.гр -1 ° C -1 ) байна.
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна:
Халуун усны температур = 100 o C
Халуун усны эзэлхүүн = 250 мл = 0,25 литр = 0,25 дм³ = (0,25)(1000 см³ ) = 250 см³
Хүйтэн усны температур = 35 o C
Хүйтэн усны эзэлхүүн = 400 мл = 0,4 литр = 0,4 дм³ = (0,4)(1000 см³ ) = 400 см³
Усны хувийн дулаан = 1,0 кал.гр -1 ° C -1
Усны нягт = 1 гр/ см3
Асуулт: Холимгийн температур
Хариулт:
Нягтын томъёог ашиглан халуун ба хүйтэн усны массыг тооцоолно уу:
m = ρ V
m = масс, ρ = нягтрал, V = эзэлхүүн
Халуун усны масс: m = ρ V = ( 1 гр/см³ ) (250 см³ ) = 250 грамм
Хүйтэн усны масс: m = ρ V = ( 1 гр/см³ ) (400 см³ ) = 400 грамм
Блэкийн үндсэн томъёог ашиглан хольцын температурыг тооцоолно уу:
Хүйтэн усаар шингээгдсэн дулаан = халуун усаар ялгардаг дулаан
mc Δ T = mc Δ T
Тодорхой дулаан нь ижил тул тэгшитгэлээс хасагдана.
м Δ Т = м Δ Т
(400)(T-35) = (250)(100-T)
400T – 14000 = 25000 – 250T
400T + 250T = 25000 + 14000
650T = 39000
Т = 39000 / 650
Т = 60 ° C
