उष्णता आणि अवस्था बदलांची १५ उदाहरणे
उष्णतेच्या समस्यांची चर्चा
समुद्राच्या पाण्याचे तापमान १°C ने वाढवणे आवश्यक आहे. उष्णता ३९०० जूल. जर विशिष्ट उष्णता समुद्राचे पाणी ३.९ × १०3 J/Kg°C, तर समुद्राच्या पाण्याची वस्तुमान…
अ. ०.११५ किलो
बी. १.१५ किलो
क. ५० किलो
डी. ११५.० किलो
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
तापमानातील बदलΔटी) = १oC
उष्णता (Q) = ३९०० जूल
समुद्राच्या पाण्याची विशिष्ट उष्णता (सेल्सियस) = ३.९ x 103 जूल/किलो°से = ३९०० जूल/किलो°से
विचारले: समुद्राच्या पाण्याचे वस्तुमान (मीटर)
उत्तर :
उष्णतेचे सूत्र:
वर्णन: Q = उष्णता, m = वस्तुमान, c = विशिष्ट उष्णता, ΔT = तापमानातील बदल
m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1
म्हणून समुद्राच्या पाण्याची वस्तुमान (m) = १ किलोग्रॅम
योग्य उत्तर C आहे.
२. ३०°C तापमानावर असलेल्या २ किलोग्रॅम वस्तुमानाच्या तांब्याला ३९,००० जूल उष्णता दिली जाते. जर तांब्याची विशिष्ट उष्णता ३९० जूल/किलोग्रॅम °C असेल, तर तांब्याचे अंतिम तापमान किती असेल...
अ. ३२३°से
बी. १२२°से
से. ५०°से
डी. ४०°से
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
मासा (m) = 2 किलो
सुरुवातीचे तापमान (T1) = १.१३३oC
शोषलेली उष्णता (Q) = ३९,००० जूल
तांब्याची विशिष्ट उष्णता (c) = ३९० जूल/किलो oC
विचारले: तांब्याचे अंतिम तापमान (T)2)
उत्तर :
उष्णतेचे सूत्र:
Q = mc ΔT
वर्णन: Q = उष्णता, m = वस्तुमान, c = विशिष्ट उष्णता, ΔT = तापमानातील बदल
Q = mc ΔT = mc (T2 - ट1)
39.000 = (2)(३९०)(टी2 - 30)
३०० = (२०)(१)(टी)2 - 30)
१०० = (२)(टी2 - 30)
50 = टी2 - 30
T2 = 80oC
योग्य उत्तर A आहे.
३. ५ किलो पाण्याचे तापमान १५°C वरून ४०°C पर्यंत वाढवण्यासाठी, आवश्यक उष्णता किती आहे….
(पाण्याची विशिष्ट उष्णता 4,2 × 10)3 जूल/किलो°से)
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
मासा (m) = 5 किलो
सुरुवातीचे तापमान (T1) = १५°से
अंतिम तापमान (T)2) = १५°से
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = 4,2 × 103 जूल/किलो°से
विचारले: उष्णता (Q)
उत्तर :
उष्णतेचे सूत्र:
Q = mc ΔT
Q = (5 kg)(4,2 × 103 जूल/किलो°से)(४०°से – १५°से)
प्र = (२०)4,2 × 103 जे)(२५)
Q = ४,५४०,००० जूल
योग्य उत्तर A आहे.
४. २४°C तापमानाचे २ किलोग्रॅम पाणी ९०°C पर्यंत गरम केले जाते. जर विशिष्ट उष्णता ४,२०० जूल/किलोग्रॅम°C असेल, तर पाण्याला मिळालेली उष्णता...
अ. २.० जूल
बी. २.५ जूल
सी. ८ जूल
डी. १६ जूल
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
पाण्याचे वस्तुमान (m) = २ किलोग्रॅम
सुरुवातीचे तापमान (T1) = १५°से
अंतिम तापमान (T)2) = १५°से
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = ४,२०० जूल/किलोग्रॅम°से
विचारले: पाण्याला मिळणारी उष्णता (Q) ही….
उत्तर :
कॅलरीज:
Q = m c ΔT
Q = (2 kg)(४,२०० जूल/किलो°से)(९०°से – २४°से)
Q = (2 kg)(४,२०० जूल/किलो°से)(६६°से)
Q = (132)(४,२०० जूल)
Q = ४,५४०,००० जूल
योग्य उत्तर C आहे.
५. ५ ग्रॅम वस्तुमानाचे पाणी १०°C पासून ४०°C पर्यंत गरम केले जाते. जर पाण्याची विशिष्ट उष्णता १ कॅलरी/ग्रॅम°C असेल, तर पाण्याचे तापमान वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता किती असेल...
अ. १२५ कॅलरीज
बी. ३,००० कॅलरीज
सी. ४,००० कॅलरीज
डी. ७,१२५ कॅलरीज
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
वस्तुमान (m) = ८४ ग्रॅम
सुरुवातीचे तापमान (T1) = १.१३३oC
अंतिम तापमान (T)2) = १.१३३oC
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = 1 cal/gr°C
विचारले: पाण्याचे तापमान वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता
उत्तर :
उष्णतेचे सूत्र:
Q = mc ΔT
Q = (5 ग्रॅम)१ कॅलरी/ग्रॅम°से)(४०oसी - 10oC)
प्र = (२०)१ कॅलरी)(३०)
Q = ७१२५ कॅलरीज
योग्य उत्तर B आहे.
६. उष्णतेचा सर्वोत्तम वाहक आहे...
ए. अॅल्युमिनियम
बी. पारा
सी. लोह
डी. ग्लास
चर्चा
एखादा पदार्थ उष्णतेचे चांगले वहन करतो की नाही, हे त्या पदार्थाच्या प्रकारावर अवलंबून असते. पदार्थाची उष्णता वाहून नेण्याची क्षमता दर्शवणाऱ्या भौतिक राशीला औष्णिक वाहकता म्हणतात. औष्णिक वाहकता जितकी जास्त असते, तितकी त्या पदार्थाची उष्णता वाहून नेण्याची क्षमता चांगली असते.
खाली विविध पदार्थांच्या औष्णिक वाहकतेची मूल्ये दिली आहेत:
ॲल्युमिनियम = २०० जूल/मिलीसेकंद सेल्सियसo
लोह = ४० जूल/मिलीसेकंद सेल्सियसo
बुध = ८.३० जूल/मिलीसेकंद सेल्सियसo
काच = ०.८४ जूल/मिलीसेकंद सेल्सियसo
वरील माहितीनुसार, सर्वाधिक औष्णिक वाहकता ॲल्युमिनियमची आहे.
योग्य उत्तर A आहे.
७. २५°C तापमानावर ०.२ किलो पाणीoC ला ४२,००० जूल उष्णता दिली जाते. जर पाण्याची विशिष्ट उष्णता = ४२०० जूल/किलो असेल तर oC, तर पाण्याचे अंतिम तापमान.....
ब. 80oC
क. 75oC
D. 50oC
चर्चा
तापमानाची एकके वगळता सर्व एकके आंतरराष्ट्रीय एककांमध्ये व्यक्त केली जातात; तापमानाची एकके सेल्सिअसमध्येच राहतात, कारण उष्णतेसाठी J/kg हे एकक वापरले जाते. oC.
हे ज्ञात आहे की:
पाण्याचे वस्तुमान (m) = २ किलोग्रॅम
उष्णता (Q) = ३९०० जूल
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = ४२०० जूल/किलो oC
सुरुवातीचे तापमान (T1) = १.१३३oC
विचारले: अंतिम तापमान (T)2)
उत्तर :
उष्णतेचे सूत्र:
Q = mc ΔT = mc (T2 - ट1)
सूत्राचे वर्णन:
Q = उष्णता, m = वस्तुमान, c = विशिष्ट उष्णता ΔT = तापमानातील बदल, T1 = प्रारंभिक तापमान, T2 = अंतिम तापमान
पाण्याचे अंतिम तापमान आहे:
Q = mc (T2 - ट1)
३०० = (२०)(१)(टी)2 - 25)
३०० = २० (टी2 - 25)
३०० = २० टी2 - 21.000
३०० + ६०० = २० टी2
३०० = २० टी2
T2 = 75oC
योग्य उत्तर C आहे.
तापमानातील बदल आणि स्वरूपातील बदल
8. आलेखाच्या आधारे, C पासून D पर्यंतच्या प्रक्रियेत ५ किलो पाण्याला लागणारी उष्णता (पाण्याची विशिष्ट उष्णता = ४,२०० जूल/किलो) oC) आहे…
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
पाण्याचे वस्तुमान (m) = २ किलोग्रॅम
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = ४२०० जूल/किलो oC
सुरुवातीचे तापमान (T1) = १.१३३ oC
अंतिम तापमान (T)2) = १.१३३ oC
तापमानातील बदलΔT) = २० oसी - 0 oसी = 10 oC
विचारले: शोषलेली उष्णता (Q)
उत्तर :
उष्णतेचे सूत्र:
Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg oसी)(10 oC) = (5)(4200 J)(10) = (50)(4200 J) = 210.000 जूल
योग्य उत्तर A आहे.
9. बाजूला असलेला आलेख पहा! जर बर्फाची विशिष्ट उष्णता 2100 J/kg असेल, तर प्रक्रिया A मधील 200 ग्रॅम बर्फाचे C मध्ये रूपांतर करण्यासाठी किती उष्णता लागेल? oC आणि बर्फाची वितळण उष्णता 336.000 J/kg आहे.....
अ. २.० जूल
बी. २.५ जूल
सी. ८ जूल
डी. १६ जूल
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
सर्व एकके आंतरराष्ट्रीय एकक पद्धतीमध्ये व्यक्त केली पाहिजेत.
बर्फाचे वस्तुमान (m) = २०० ग्रॅम = २००/१००० किलोग्रॅम = ०.२ किलोग्रॅम
विशिष्ट उष्णता (c) = २१०० जूल/किलो oC
बर्फ वितळण्याची उष्णता (L)F) = ३३६,००० जूल/किलो
विचारले: प्रक्रिया A ते C मध्ये आवश्यक उष्णतेचे प्रमाण
उत्तर :
प्रक्रिया A ते B मध्ये, बर्फ उष्णता शोषून घेतो ज्यामुळे त्याचे तापमान -10 पासून वाढते.oC ८० होतोoC.
प्रक्रिया A ते B मध्ये शोषल्या गेलेल्या उष्णतेचे प्रमाण उष्णतेच्या सूत्राचा वापर करून मोजले जाते:
Q = mc ΔT
सूत्राचे वर्णन: Q = शोषलेली उष्णता, m = बर्फाचे वस्तुमान, c = बर्फाची विशिष्ट उष्णता, ΔT = तापमानातील बदल
म्हणून शोषलेल्या उष्णतेचे प्रमाण आहे:
Q1 = एमसी ΔT = (0,2)(2100)(0-(-10) = (0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 जूल
प्रक्रिया B ते C मध्ये, सर्व बर्फ वितळवून पाणी बनवण्यासाठी उष्णता शोषली जाते. या प्रक्रियेत, केवळ अवस्थेत बदल होतो आणि तापमानात कोणताही बदल होत नाही. बर्फ आणि पाण्याचे तापमान 0°C राहते.oC.
प्रक्रिया B ते C मध्ये शोषल्या गेलेल्या उष्णतेचे प्रमाण उष्णतेच्या सूत्राचा वापर करून मोजले जाते:
Q2 = मी LF = (०.२ किलो)३३६,००० जूल/किलो) = ६७२०० जूल
प्रक्रिया A ते C मध्ये शोषलेल्या उष्णतेचे प्रमाण:
Q = Q1 + प्र2 = ४२०० जूल + ६७२०० जूल = ७१४०० जूल
योग्य उत्तर C आहे.
10. खालील प्रायोगिक निकालांच्या आलेखाकडे लक्ष द्या!
जर २ किलो पाणी गरम केले, आणि पाण्याच्या वाफेची उष्णता = २.२७ x १०6 जूल/किलोग्रॅम, पाण्याची विशिष्ट उष्णता = ४,२०० जूल/किलोग्रॅम oC आणि हवेचा दाब 1 ॲटमॉस्फियर असल्यास, B पासून C पर्यंतच्या प्रक्रियेसाठी आवश्यक उष्णतेचे प्रमाण किती आहे...
अ. ३,३६० किलो जूल
बी. ४,५४० किलो जूल
सी. ४,८७६ किलो जूल
डी. ५.२१२ किलो जूल
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
पाण्याचे वस्तुमान (m) = २ किलोग्रॅम
पाण्याच्या वाफेची उष्णता (LV) = ४ x १०6 J/kg
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = ४२०० जूल/किलो oC
विचारले: B पासून C पर्यंतच्या प्रक्रियेसाठी शोषलेली उष्णता.
उत्तर :
प्रक्रिया A ते B मध्ये, पाण्याने शोषलेल्या उष्णतेचा उपयोग पाण्याचे तापमान 60 पासून वाढवण्यासाठी केला जातो.oसी ते १००oC. १ ॲटमॉस्फियर हवेच्या दाबावर, पाण्याचा उत्कलन तापमान १०० आहेoC आणि 100 तापमान गाठल्यानंतरoC पाण्याच्या तापमानात आणखी बदल होत नाहीत, परंतु ते द्रव अवस्थेतून वायू अवस्थेत बदलते.
प्रक्रिया B ते C मध्ये, शोषलेल्या उष्णतेचा उपयोग सर्व पाण्याचे वायूमध्ये रूपांतर करण्यासाठी केला जातो. शोषलेल्या उष्णतेचे प्रमाण खालील सूत्राने मोजले जाते:
Q = m LV = (2 किलोग्रॅम)(2,27 x 106 जूल/किलो) = ४.५४ x १०6 जूल = ४५४० x १०3 जूल = ४५४० किलो जूल
योग्य उत्तर B आहे.
11.
खालील आलेखाकडे लक्ष द्या
५० ग्रॅम वस्तुमानाचा बर्फ -५ पासून गरम केला जातोo६० अंश सेल्सियस तापमानाच्या पाण्यातoC पाणी. जर बर्फाची वितळण उष्णता = ८० कॅलरी/ग्रॅम, तर बर्फाची विशिष्ट उष्णता = ०.५ कॅलरी/ग्रॅम oC, पाण्याची विशिष्ट उष्णता = १ कॅलरी/ग्रॅम oC असेल, तर C पासून D पर्यंतच्या प्रक्रियेदरम्यान लागणारी उष्णता किती असेल….
अ. १२५ कॅलरीज
बी. ३,००० कॅलरीज
सी. ४,००० कॅलरीज
डी. ७,१२५ कॅलरीज
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
बर्फाचे वस्तुमान (एम ईएस) = ५० ग्रॅम
बर्फाचे तापमान (T es) = -5 oC
बर्फाची विशिष्ट उष्णता (c es) = ०.५ कॅलरी/ग्रॅम oC
वितळणाऱ्या बर्फाची उष्णता (लिटर बर्फ) = ८० कॅलरी/ग्रॅम
पाण्याचे तापमान (T water) = 60 oC
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c water) = 1 cal/gram oC
प्रश्न: C ते D या प्रक्रियेतील उष्णतेचे प्रमाण
उत्तर :
प्रक्रिया A ते B मध्ये, बर्फाचे तापमान -5 पासून बदलते oC ८० होतो oC
प्रक्रिया B ते C मध्ये, सर्व बर्फाचे पाण्यात रूपांतर होते (स्थायूचे द्रवात रूपांतर होते). या प्रक्रियेत तापमान बदलत नाही.
प्रक्रिया C ते D मध्ये, पाण्याचे तापमान 0 पासून बदलते oC ८० होतो oC
प्रक्रिया A ते B साठी लागणारी उष्णता:
Q = mc ΔT
Q = (mes)(ces(० - टी)es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 कॅलरीज
प्रक्रिया B ते C मध्ये लागणारी उष्णता:
Q = m L
Q = mes Les
Q = (50)(80) = 4000 कॅलरीज
प्रक्रिया C ते D मध्ये लागणारी उष्णता:
Q = mc ΔT
Q = (mहवा)(cहवा(टी)हवा - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 कॅलरीज
प्रक्रिया A ते D मध्ये लागणारी उष्णता:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = ७१२५ कॅलरीज
या प्रकारची समस्या कशी सोडवायची हे तुम्हाला समजण्यास मदत व्हावी म्हणून, लेखक प्रत्येक प्रक्रियेसाठी लागणाऱ्या उष्णतेची गणना करतात. प्रश्न असा आहे की, प्रक्रिया C पासून D पर्यंत किती उष्णता लागेल.
योग्य उत्तर B आहे.
12.
संख्येच्या पुढील आलेखावर आधारित उष्णता एबीसीच्या प्रक्रियेत ३ किलो बर्फ लागतो…विशिष्ट उष्णता es = २,१०० जूल/किलोoC, वितळण्याची उष्णता es = ३३६,००० जूल/किलो)
अ. २० केजे
बी. ३० केजे
सी. ४० केजे
डी. ५० केजे
चर्चा
वरील आकृती बर्फाचे पाण्यात रूपांतर होण्याची प्रक्रिया दर्शवते.
AB प्रक्रियेमध्ये, उष्णतेचा वापर करून बर्फाचे तापमान -10°C पासून वाढवले जाते.oसी ते १००oC.
Q = mc (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 जूल = 63 kJ (kj = किलो जूल)
बीसी प्रक्रियेमध्ये, उष्णतेचा वापर करून सर्व बर्फ वितळवून त्याचे पाण्यात रूपांतर केले जाते. या प्रक्रियेत बर्फाचे तापमान बदलत नाही.
Q = m LF
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 जूल
एबीसी प्रक्रियेमध्ये बर्फ तयार होण्यासाठी लागणारी उष्णता आहे:
६३ केजे + १,००८ केजे = १०७१ केजे
योग्य उत्तर C आहे.
13.
-१०°C तापमानावर ५०० ग्रॅम बर्फाच्या तापण्याच्या आलेखाकडे लक्ष द्या.oखाली C! जर बर्फाची विशिष्ट उष्णता 2100 J/kg असेल तरoC, पाण्याची विशिष्ट उष्णता ४,२०० जूल/किलोoC, आणि बर्फाच्या वितळण्याची उष्णता 336.000 J/kg आहे. BCD प्रक्रियेसाठी किती उष्णता आवश्यक आहे?
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
चर्चा
बर्फाचे वस्तुमान ग्रॅममध्ये व्यक्त केले जाते, म्हणून त्याचे किलोग्रॅममध्ये (आंतरराष्ट्रीय एकक) रूपांतर करा. ५०० ग्रॅम = ०.५ किलोग्रॅम.
बीसी प्रक्रियेमध्ये, उष्णतेचा वापर करून सर्व बर्फ वितळवून त्याचे पाण्यात रूपांतर केले जाते.
Q = m LF
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 जूल
सीडी प्रक्रियेमध्ये, उष्णतेचा वापर करून पाण्याचे तापमान 0 पासून वाढवले जाते.oसी ते १००oC
Q = mc (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 जूल
BCD प्रक्रियेमध्ये बर्फ तयार होण्यासाठी लागणारी उष्णता:
१६८,००० जूल + ६३,००० जूल = २३१,००० जूल
योग्य उत्तर D आहे.
14.
खाली दिलेला १ किलो बर्फाचा उष्णता आलेख पहा! जर बर्फाची विशिष्ट उष्णता २,१०० जूल/किलो असेल तरoC, बर्फाची वितळण उष्णता ३३६,००० जूल/किलोग्रॅम आहे आणि पाण्याची विशिष्ट उष्णता ४,२०० जूल/किलोग्रॅम आहे.oC, तर PQR च्या प्रक्रियेत लागणारी उष्णता…
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
चर्चा
PQ प्रक्रियेमध्ये, बर्फाचे तापमान -5°C पासून वाढवण्यासाठी उष्णतेचा वापर केला जातो.oसी ते १००oC
Q = mc (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 जूल
क्यूआर प्रक्रियेमध्ये, उष्णतेचा वापर करून सर्व बर्फ वितळवून त्याचे पाण्यात रूपांतर केले जाते.
Q = m LF
Q = (1)(336.000) = 336.000 जूल
PQR प्रक्रियेमध्ये बर्फ तयार होण्यासाठी लागणारी उष्णता आहे:
१६८,००० जूल + ६३,००० जूल = २३१,००० जूल
योग्य उत्तर D आहे.
१५. खाली दिलेला १ किलो बर्फाचा तापमानवाढीचा आलेख पहा!
तर विशिष्ट उष्णता es 2.100 J/kgoC, बर्फाची वितळण उष्णता ३३६,००० जूल/किलोग्रॅम आहे आणि पाण्याची विशिष्ट उष्णता ४,२०० जूल/किलोग्रॅम आहे.oC, तर PQR च्या प्रक्रियेत लागणारी उष्णता…
अ. १,५०० ज
बी. ४,००० ज
सी. ५,००० ज
डी. ६,००० ज
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
बर्फाचे वस्तुमान = २ किलो
बर्फ वितळण्याची उष्णता (L)F) = ३३६,००० जूल/किलो
बर्फाची विशिष्ट उष्णता (c es) = २,१०० जूल/किलोoC
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c water) = ४,२०० जूल/किलोग्रॅमoC
विचारले: PQR प्रक्रियेत लागणारी उष्णता
उत्तर :
P ते Q प्रक्रियेमध्ये, बर्फाचे तापमान -5 पासून वाढवण्यासाठी उष्णतेचा वापर केला जातो.oC ८० होतोoC. उष्णता खालील सूत्राने मोजली जाते: Q = mc² ΔT, जेथे Q = उष्णता, m = बर्फाचे वस्तुमान, c = बर्फाची विशिष्ट उष्णता, ΔT = -5 पासून तापमानातील बदलoसी ते १००oC.
P ते Q प्रक्रियेत लागणारी उष्णता:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 जूल
Q ते R प्रक्रियेमध्ये, उष्णतेचा वापर करून सर्व बर्फ वितळवून त्याचे पाण्यात रूपांतर केले जाते. या प्रक्रियेत तापमान बदलत नाही. उष्णतेची गणना Q = m L या सूत्राने केली जाते.F, जिथे Q = उष्णता, m = बर्फाचे वस्तुमान, LF = बर्फाच्या वितळण्याची उष्णता.
प्रक्रियेत लागणारी उष्णता Q ते R:
Q = m LF = (1)(336.000) = 336.000 जूल
एकूण कॅलरी:
१०५०० + ३३६,००० = ३४६,५०० जूल
योग्य उत्तर D आहे.
प्रश्नाचा स्रोत:
कनिष्ठ माध्यमिक शाळा/इस्लामिक कनिष्ठ माध्यमिक शाळा विज्ञान राष्ट्रीय परीक्षेचे प्रश्न
