उष्णतेचे सूत्र अवस्था बदल उष्णता हस्तांतरण

उष्णतेच्या अवस्थांतरावरील उदाहरण प्रश्न आणि सूत्रे, उष्णता हस्तांतरण, ब्लॅकचे तत्त्व

वितळण्याची उष्णता

१. पाण्याची वितळण उष्णता ८० कॅलरी/ग्रॅम आहे. याचा अर्थ...

अ. १ ग्रॅम पाण्याचे तापमान १ अंशाने वाढवण्यासाठी ८० कॅलरी लागतात.
ब. १ ग्रॅम पाण्याचे पूर्णपणे वाफेत रूपांतर करण्यासाठी ८० कॅलरी लागतात.
C. 1 ग्रॅम पाण्याचे तापमान टिकवून ठेवण्यासाठी 80 कॅलरी लागतात.
D. 1 ग्रॅम बर्फाचे पूर्णपणे पाण्यात रूपांतर करण्यासाठी 80 कॅलरी लागतात.

चर्चा
योग्य उत्तर D आहे.

स्वरूपातील बदल

2.
खालील प्रयोगाच्या निकालांचा आलेख पहा!

^{60 °} C तापमानाचे 2 kg पाणी बाष्पीभवन केले जाईल. जर पाण्याच्या वाफेची उष्णता 2,27 x 10⁶ ^J /kg, पाण्याची विशिष्ट उष्णता 4200 J/(kg ^° C) आणि हवेचा दाब 76 cmHg असेल, तर BC प्रक्रियेसाठी लागणारी उष्णता….

अ. ३३६ किलो जूल
बी. ४५४० किलो जूल
सी. ४८७६ किलो जूल
डी. ५२१२ किलो जूल

चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
पाण्याचे वस्तुमान (m) = २ किलोग्रॅम
पाण्याचे तापमान (T) = ६०^oC
पाण्याच्या वाफेची उष्णता (L_V) = ४ x १०⁶ J/kg
पाण्याची विशिष्ट उष्णता (c) = 4200 J/(kg) ^oC)
हवेचा दाब (P) = ७६ सेमी एचजी
प्रश्न: बीसी प्रक्रियेसाठी उष्णता आवश्यक आहे का?
उत्तर :
प्रक्रिया AB = पाणी ६० अंश तापमानापासून गरम केले जाते^oसी ते १००^oC. या प्रक्रियेत, पाण्याचे तापमान वाढवण्यासाठी उष्णतेचा वापर केला जातो. उष्णता Q = mc² ΔT या सूत्राने मोजली जाते.
प्रक्रिया BC = पाण्याची वाफ होते. या प्रक्रियेत, उष्णता तापमान वाढवण्यासाठी वापरली जात नाही, तर पाण्याची वाफ करण्यासाठी वापरली जाते. उष्णता खालील सूत्राने मोजली जाते: Q = m L_V
प्रक्रिया C- = वाफ गरम केली जाते. या प्रक्रियेत, वाफेचे तापमान वाढवण्यासाठी उष्णतेचा वापर केला जातो. उष्णता Q = mc ΔT या सूत्राने मोजली जाते.
म्हणून, जर पाण्याचे तापमान बदलले तर उष्णतेचे सूत्र Q = mc²ΔT आहे, आणि जर पाण्याचे स्वरूप बदलले तर उष्णतेचे सूत्र Q = m L आहे._V.

बीसी प्रक्रियेसाठी लागणारी उष्णता:
Q = m L_V
Q = (2 kg)(2,27 x 10⁶ जूल/किलो)
Q = 4,54 x 10⁶ जूल
Q = ४,५४०,००० जूल
Q = ४,५४० किलो जूल
योग्य उत्तर B आहे.

३. उष्णता बाहेर टाकणाऱ्या अवस्थांतरांचे गट खालीलप्रमाणे आहेत:
अ. गोठणे, संघनन, ऊर्ध्वपातन
ब. वितळणे, बाष्पीभवन, स्फटिकीकरण
C. वितळणे, बाष्पीभवन, संघनन
ड. गोठणे, बाष्पीभवन, ऊर्ध्वपातन
चर्चा
सर्वसाधारणपणे, अवस्था बदलांचे दोन प्रकार आहेत, म्हणजे उष्णता शोषून घेणारे अवस्था बदल आणि उष्णता बाहेर टाकणारे अवस्था बदल.
उष्णता शोषणाऱ्या अवस्थांतरामध्ये, वस्तूतील उष्णता वाढेपर्यंत वस्तू उष्णता शोषून घेते, त्यानंतर वस्तूची अवस्था बदलते. उष्णता उत्सर्जित करणाऱ्या अवस्थांतरामध्ये, वस्तूतील उष्णता कमी होईपर्यंत वस्तू उष्णता उत्सर्जित करते, त्यानंतर वस्तूची अवस्था बदलते.
जर एखादी वस्तू उष्णता शोषून घेते, तर त्या वस्तूची अवस्था घन, द्रव आणि वायूमध्ये बदलते.
जर एखादी वस्तू उष्णता बाहेर टाकत असेल तर त्या वस्तूची अवस्था वायू, द्रव आणि घन अशी बदलते.

वरील प्रश्नाच्या उत्तराकडे लक्ष द्या.
गोठणे = वस्तूची अवस्था द्रवातून घनमध्ये बदलणे (उष्णता बाहेर टाकणे)
संघनन = वस्तूची अवस्था वायूपासून द्रवात बदलणे (उष्णता बाहेर टाकणे)
ऊर्ध्वपातन = वस्तूची अवस्था वायूपासून घन अवस्थेत बदलणे (उष्णता बाहेर टाकणे)
वितळणे = वस्तूची अवस्था घन पासून द्रव मध्ये बदलणे (उष्णता शोषून घेणे)
बाष्पीभवन = वस्तूची अवस्था द्रवातून वायूमध्ये बदलणे (उष्णता शोषून घेणे)
स्फटिकीकरण = वस्तूची अवस्था घन पासून वायू मध्ये बदलणे (उष्णता शोषून घेणे)
योग्य उत्तर A आहे.

उष्णता हस्तांतरण

४. एका काचेच्या खिडकीची जाडी ८ मिमी आणि क्षेत्रफळ १ चौरस मीटर आहे.²जर बाहेरील हवेचे तापमान ३० असेल तर^oसी आणि २० मध्ये^oC आणि काचेची औष्णिक वाहकता 0,8 W/m आहे^oC, तर १ तासात ग्लासमधून जाणारी ऊर्जेची मात्रा…. मेगा जूल आहे.
ए. 360
ब. 36
क. 6
D. 3,6
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
काचेची जाडी (l) = 8 मिमी = 8 / 1000 = 0,008 मीटर
काचेचे क्षेत्रफळ (A) = 1 मी²
तापमानातील फरक (ΔT) = १५०^oसी–४^oसी = 10^oC
काचेची औष्णिक वाहकता (k) = 0,8 W/m^oC
वेळेचा कालावधी (t) = १ तास = ६० (६० सेकंद) = ३६०० सेकंद
प्रश्न: एका तासात ग्लासमधून किती ऊर्जा जाते?
उत्तर :
वहनाद्वारे होणाऱ्या उष्णता हस्तांतरणाच्या दराचे सूत्र:

१ तासात ग्लासमधून जाणारी ऊर्जेची मात्रा:

योग्य उत्तर D आहे.

५. एक धातूची कांडी १ मीटर लांब आहे. तिचे एक टोक १५०°C च्या स्थिर तापमानावर तापवले जाते.^oदुसरे टोक खोलीच्या तापमानाला, म्हणजेच ३०°C वर ठेवले जाते.^oC. तापवलेल्या टोकापासून ३० सेमी अंतरावर असलेल्या दांड्याच्या भागाचे तापमान… आहे.
ए. 36^oC
ब. 84^oC
क. 114^oC
D. 125^oC
चर्चा
हे ज्ञात आहे की:
धातूच्या सळीची लांबी (l) = १ मीटर
तापमानातील फरक (ΔT) = १५०^oसी–४^oसी = 120^oC
प्रश्न: तापवलेल्या टोकापासून ३० सेमी अंतरावर असलेल्या दांड्याच्या भागाचे तापमान किती असेल?
उत्तर :
वहनाद्वारे होणाऱ्या उष्णता हस्तांतरणाचा दर काढा:

तापवलेल्या टोकापासून ३० सेमी अंतरावर असलेल्या दांड्याच्या भागाचे तापमान काढा:
धातूच्या सळीची लांबी (l) = ३० सेमी = ०.३ मीटर
तापमानातील फरक (ΔT) = 150–T

योग्य उत्तर C आहे.

प्रश्नाचा स्रोत:

एसबीएमपीटीएन भौतिकशास्त्राचे प्रश्न