Дулаан ба фазын өөрчлөлт - асуудал ба шийдэл
1. График дээр үндэслэн CD процессын үед 5 кг жинтэй усанд шингээгдсэн дулаан хэд вэ? Усны хувийн дулаан = 4,200 Ж/кг o C.
Мэдэгдэж байгаа:
Масс (м) = 5 кг
Усны хувийн дулаан (c) = 4200 Ж/кг o C
Анхны температур (T1 ) = 0 o C
Эцсийн температур (T2 ) = 10 ° C
Температурын өөрчлөлт (ΔT) = 10 o C – 0 o C = 10 o C
Хүссэн: Дулаан (Q)
Шийдэл:
Q = mc ΔT = (5 кг)(4200 Ж/кг o C)(10 o C) = (5)(4200 Ж)(10) = (50)(4200 Ж) = 210,000 Жоул
2. Хэрэв мөсний хувийн дулаан 2100 Ж/кг ° C, мөсний хайлах дулаан 336,000 Ж/кг бол хувьсах гүйдлийн процессын үед 20 грамм мөс ямар дулааныг шингээдэг вэ ?
Мэдэгдэж байгаа:
Мөсний масс (м) = 200 грамм = 200/1000 килограмм = 0.2 килограмм
Хувийн дулаан (c) = 2100 Ж/кг o C
Мөсний хайлах дулаан (L F ) = 336,000 Ж/кг
Хүссэн зүйл: AC процессын үед мөсөөр шингээгдсэн дулаан
Шийдэл:
AB процессын үед мөс дулааныг шингээж, түүний температурыг -10 ° C-аас 0 ° C болгон өөрчилдөг.
Q = mc ΔT
Q = дулаан, m = мөсний масс, c = мөсний хувийн дулаан, ΔT = температурын өөрчлөлт
Q 1 = mc ΔT = (0.2)(2100)(0-(-10) = (0.2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Жоул
BC процессын үед бүх мөсийг ус болгон хайлуулахын тулд дулааныг шингээдэг. Энэ процесст зөвхөн фаз өөрчлөгддөг бөгөөд температур өөрчлөгддөггүй. Мөс болон усны температур 0 ° C хэвээр байна.
BC процессын үед шингээсэн дулаан:
Q 2 = м L F = (0.2 кг)(336,000 Ж/кг) = 67,200 Жоул
AC процессын үед шингээсэн дулаан:
Q = Q 1 + Q 2 = 4200 Жоул + 67,200 Жоул = 71,400 Жоул
3. 2 кг жинтэй усыг халааж, усны ууршилтын дулаан нь 2.27 x 10 6 Ж/кг, усны хувийн дулаан нь 4,200 Ж/кг о С, атмосферийн даралт 1 атм байна. BC процессын үед усанд шингээсэн дулаан хэд вэ?
Мэдэгдэж байгаа:
Масс (м) = 2 кг
Усны ууршилтын дулаан (L V ) = 2.27 x 10 6 Ж/кг
Усны хувийн дулаан (c) = 4,200 Ж/кг o C
Хүссэн зүйл: BC процессын явцад шингээгдсэн дулаан.
Шийдэл:
AB процесст усны температурыг 60 ° C-аас 100 ° C хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд дулааныг шингээдэг.
Q = m L V = (2 кг)(2.27 x 10 6 Ж/кг) = 4.54 x 10 6 Жоул = 4540 x 10 3 Жоул = 4540 кило Жоул
4. Доорх зурагт үндэслэн мөсний масс 500 грамм бол хувийн дулаан нь 2100 Ж/кг o C, мөсний хайлалтын далд дулаан нь 336,000 Ж/кг байна. P–Q–R процесст шаардагдах дулааныг тодорхойлно уу.
Мэдэгдэж байгаа:
Мөсний масс (м) = 500 грамм = 500/1000 кг = 0.5 кг
Мөсний хувийн дулаан (c) = 2100 Ж/кг o C
Хайлалтын далд дулаан (L F ) = 336,000 Ж/кг
Хүссэн: Дулаан
Шийдэл:
PQ процесс = мөсний температурыг -4 ° C-аас 0 ° C хүртэл нэмэгдүүлэх дулааныг шингээх
QR процесс = мөсөөр шингээгдсэн дулаан нь бүх мөсийг ус болгон хайлуулна
Процессын явцад шингээсэн дулааны PQ-г дараах тэгшитгэлээр тооцоолсон:
Q = mc ΔT
Q = дулаан, m = масс, c = мөсний хувийн дулаан, ΔT = температурын өөрчлөлт
Энэ тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолсон PQ процессын явцад дулаан шингээсэн мөс:
Q = (0.5 кг)(2100 Ж/кг о С)(0 о С-(-4 о С))
Q = (0.5 кг)(2100 Ж/кг o C)(0 o C + 4 o C)
Q = (0.5 кг) (2100 Ж/кг o C) (4 o C)
Q = (0.5)(2100 Ж)(4)
Q = 4200 Жоуль
Үйл явцын явцад шингээсэн дулааны QR-г дараах тэгшитгэлээр тооцоолно.
Q = м L F
Q = (0.5 кг)(336,000 Ж/кг)
Q = (0.5)(336,000 Ж)
Q = 168,000 Жоуль
Нийт дулаан:
Q = 4200 Жоуль + 168,000 Жоуль
Q = 172,200 Жоуль
Q = 172.2 кило Жоуль
Q = 172.2 кЖ
5. 50 грамм масстай мөсийг -5 ° C-аас 60 ° C -д ус болгон халаана . Хэрэв мөсний хайлах дулаан 80 кал/грамм, мөсний хувийн дулаан 0.5 кал/грамм ° C, усны хувийн дулаан 1 кал/грамм ° C бол CD процесст шаардагдах дулааныг тодорхойлно уу.
Мэдэгдэж байгаа:
Мөсний масс = усны масс (м3) = 50 грамм 
Мөсний хайлалтын далд дулаан (L F ) = 80 калори/грамм
Мөсний хувийн дулаан (c мөс) = 0.5 калори/грамм o C
Усны хувийн дулаан (c ус) = 1 калори/грамм o C
Хүсэж байна: Үйл явцын CD-д шаардлагатай дулаан
Шийдэл:
А-аас В хүртэлх процесст мөсний температурыг -5 ° C-аас 0 ° C хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд дулааныг ашигладаг. Дулааныг дараах тэгшитгэлээр тооцоолно: Q = mc ΔT, энд Q = дулаан, m = мөсний масс, c = мөсний хувийн дулаан, ΔT = -5 ° C-аас 0 ° C хүртэлх температурын өөрчлөлт.
B-ээс C хүртэлх процесст бүх мөсийг хайлуулж ус болгоход дулааныг ашигладаг. Энэ процесст температур өөрчлөгдөхгүй. Дулааныг дараах тэгшитгэлээр тооцоолно: Q = m L F , энд Q = дулаан, m = мөсний масс, L F = мөсний хайлалтын далд дулаан.
C-ээс D хүртэлх процесст усны температурыг 0 ° C-аас 60 ° C хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд дулааныг ашигладаг. Дулааныг дараах тэгшитгэлээр тооцоолно: Q = mc ΔT, энд Q = дулаан, m = усны масс, c = усны хувийн дулаан, ΔT = 0 ° C-аас 60 ° C хүртэлх температурын өөрчлөлт.
C процессоос D процесс хүртэл шаардагдах дулаан:
Q = mc ΔT = (50 грамм)(1 кал/грамм o C)(60 o C-0 o C) = (50)(1)(60) кал = 3000 кал
6. Хэрэв мөсний масс 1 кг, мөсний хувийн дулаан 2100 Ж/кг o C, мөсний хайлалтын далд дулаан 336,000 Ж/кг, усны хувийн дулаан 4200 Ж/кг o C бол PQR процесст шаардагдах дулааныг тодорхойлно уу.
Мэдэгдэж байгаа:
Мөсний масс = 1 кг
Мөсний хайлалтын далд дулаан (L F ) = 336,000 Ж/кг
Мөсний хувийн дулаан (c мөс) = 2,100 Ж/кг o C
Усны хувийн дулаан (c ус) = 4,200 Ж/кг o C
Хүсч байгаа зүйл: Үйл явцын PQR-д шаардагдах дулаан
Шийдэл:
P-ээс Q хүртэлх процесст мөсний температурыг -5 ° C-аас 0 ° C хүртэл нэмэгдүүлэхэд дулааныг ашигладаг. Дулааныг дараах тэгшитгэлээр тооцоолно: Q = mc ΔT, энд Q = дулаан , m = мөсний масс , c = мөсний хувийн дулаан, ΔT = -5 ° C -аас 0 ° C хүртэлх температурын өөрчлөлт.
P-ээс Q хүртэлх процесст шаардагдах дулаан:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Жоуль
Q-ээс R хүртэлх процесст бүх мөсийг ус болгон хайлуулахад шаардагдах дулаан. Энэ процесст температур өөрчлөгддөггүй. Дулааныг дараах тэгшитгэлээр тооцоолно: Q = m L F , энд Q = дулаан , m = мөсний масс , L F = мөсний хайлалтын далд дулаан.
Q-ээс R хүртэлх процесст шаардагдах дулаан:
Q = m L F = (1)(336,000) = 336,000 Жоуль
Нийт дулаан:
10,500 + 336,000 = 346,500 Жоул
- Далд дулаан гэж юу вэ?
- хариултДалд дулаан гэдэг нь бодисын температурыг өөрчлөхгүйгээр түүний фазыг өөрчлөхөд шаардагдах дулааны энерги юм. Энэ нь фазын өөрчлөлтийн үед молекул хоорондын холбоог таслах эсвэл үүсгэхэд шаардлагатай энергийг илэрхийлнэ.
- Фазын өөрчлөлтийн үед температур яагаад тогтмол хэвээр байна вэ?
- хариултФазын өөрчлөлтийн үед өгөгдсөн эсвэл хасагдсан бүх дулааны энерги нь бодисын фазыг өөрчлөхөд ашиглагддаг. Энэ энерги нь бодисын кинетик энерги эсвэл температурыг нэмэгдүүлэхэд бус, харин молекул хоорондын холбоог таслах эсвэл үүсгэхэд ашиглагддаг.
- Хайлах далд дулаан ба ууршуулах далд дулааны хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
- хариултХайлах цэг дээр бодисыг хатуугаас шингэн төлөвт (эсвэл эсрэгээр) хувиргахад шаардагдах дулааны энергийг хайлуулах цэг дээр нь хайлуулахад шаардагдах дулааны энергийг хайлуулах цэг дээр нь шингэн төлөвт (эсвэл эсрэгээр) хувиргахад шаардагдах дулааны энергийг хайлуулах цэг дээр нь хайлуулахад шаардагдах дулааны энергийг хайлуулах цэг дээр нь хайлуулахад шаардагдах дулааны энергийг хайлуулахад ашигладаг.
- Салхитай өдөр усан сангаас гарахдаа агаарын температур дулаан байсан ч яагаад бид даардаг вэ?
- хариултУс бидний арьснаас уурших үед шингэнээс уур руу шилжих үе шаттай болдог. Энэ үйл явц нь энерги шаарддаг бөгөөд үүнийг бидний арьснаас дулаан хэлбэрээр авдаг бөгөөд энэ нь бидний арьсыг илүү сэрүүн болгодог.
- 100°C-д буцалж буй уснаас 100°C-д уурлах нь яагаад илүү аюултай вэ?
- хариултУур нь буцалсан уснаас илүү их энерги агуулдаг, учир нь уснаас уур руу шилжих үе шатанд ууршлын далд дулааныг шингээдэг. Уур нь арьсан дээр конденсацлах үед энэ нэмэлт энергийг ялгаруулж, буцалсан уснаас илүү хүнд түлэгдэлт үүсгэдэг.
- Мөсөнд давс нэмэхэд түүний хайлах цэг хэрхэн буурдаг вэ?
- хариултДавс нэмэх нь мөс-усны хольцын хайлалт болон хөлдөлтийн тэнцвэрийг алдагдуулдаг. Энэ нь ердийнхөөс бага температурт илүү их мөс хайлахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хольцын хөлдөлтийн цэгийг үр дүнтэй бууруулдаг.
- Халуун өдөр хөлрөх нь биеийг сэрүүцүүлэхэд яагаад тусалдаг вэ?
- хариултХөлс нь арьснаас уурших үед шингэнээс хийн төлөвт шилждэг. Энэхүү ууршилтын процесст энерги шаардлагатай бөгөөд энерги нь арьснаас гарч, улмаар хөрдөг.
- Фазын өөрчлөлтийн хүрээнд сублимаци гэж юу вэ?
- хариултСублимаци гэдэг нь шингэн фазаар дамжихгүйгээр хатуугаас хийн фаз руу шууд шилжих үйл явц юм. Үүний нийтлэг жишээ бол хуурай мөс (хатуу нүүрстөрөгчийн давхар исэл) шууд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хий болж хувирах явдал юм.
- Температур нь 0°C хэвээр байсан ч мөс хайлуулахын тулд яагаад дулааны энерги шаардлагатай вэ?
- хариултДулааны энергийг мөсийг хатуу бүтэцтэй байлгаж буй молекул хоорондын холбоог таслахад ашигладаг. Эдгээр холбоо тасарсны дараа температур өөрчлөгдөөгүй ч мөс шингэн фаз руу шилждэг.
- Даралт нь шингэний буцалгах цэгт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
- хариултЕрөнхийдөө гадаад даралтыг нэмэгдүүлэх нь шингэний буцалгах цэгийг нэмэгдүүлдэг бол даралтыг бууруулах нь буцалгах цэгийг бууруулдаг. Ийм учраас агаар мандлын даралт бага байдаг өндөрлөг газарт ус 100°C-аас доош температурт буцалдаг.
