Nifhmu l-Prinċipji l-Iswed
Jekk inħalltu ilma sħun u ilma kiesaħ f'kontenitur miftuħ (pereżempju, barmil), is-sħana tiġi trasferita mill-ilma sħun għall-ilma kiesaħ. Peress li l-kontenitur ikun miftuħ, parti mis -sħana tiġi trasferita għall-arja. Il-kontenitur jisħon ukoll. Is-sħana rilaxxata mill-ilma sħun mhux biss tiġi assorbita mill-ilma kiesaħ iżda wkoll mill-arja u l-kontenitur. F'dan il-każ, il-barmil huwa sistema mhux iżolata.
Meta nħalltu ilma sħun u ilma kiesaħ f'termos magħluq, is-sħana tiġi trasferita mill-ilma sħun għall-ilma kiesaħ. It-termos huwa sistema iżolata , għalhekk l-ebda sħana ma tiġi trasferita għall-arja jew għat-termos. Is-sħana rilaxxata mill-ilma sħun tiġi sempliċement assorbita mill-ilma kiesaħ sakemm it-taħlita tilħaq ekwilibriju termali.
Il-prinċipju ta' Black jgħid li f'sistema magħluqa iżolata, is-sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja = is-sħana assorbita minn oġġett b'temperatura baxxa.
Il-formula bażika ta' Black
Qlepas =Qmiraġġ
Deskrizzjoni: Qlepas = sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja, Qmiraġġ = sħana assorbita minn oġġetti b'temperatura baxxa.
Eżempji ta' mistoqsijiet dwar il-prinċipju ta' Black
1. Biċċa ħadid jaħraq b'massa ta' 1 kg u temperatura ta' 100 oC jitqiegħed f'kontenitur li fih ilma b'massa ta' 2 kg u temperatura ta' 20 oC. X'inhi t-temperatura finali tat-taħlita? Sħana speċifika tal-ħadid = 450 J/kg Co, sħana speċifika tal-ilma = 4200 J/kg Co.
Diskussjoni:
Huwa magħruf :
m ħadid = 1 kg, Tbesi = 100 oC, m ilma = 2 kg, Tarja = 20 oC, ħadid c = 450 J/kg Co, c ilma = 4200 J/kg Co.
Mistoqsi :
Taħlita T?
Jawab :
Il-ħadid għandu temperatura ogħla mill-ilma u għalhekk il-ħadid jirrilaxxa s-sħana, filwaqt li l-ilma jassorbi s-sħana.
(m)(ċ)(delta T) = (m)(ċ)(delta T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(450)(100-T) = (8400)(T-20)
45000 – 450T = 8400 T – 168000
45000 + 168000 = 8400 T + 450 T
213000 = 8850 T
T = 213000 : 8850
T = 24 oC
Suhu It-temperatura finali ta' taħlita ta' ħadid jaħraq u ilma kiesaħ meta t-tnejn ikunu f'ekwilibriju termali hija ta' 24 grad. oC.
2. Mistoqsija Nru 20 tal-Eżami Nazzjonali tal-Fiżika SMA/MA 2015/2016
75 gramma ilma f'temperatura ta' 0 ° C jitħalltu ma' 50 gramma ilma sabiex it-temperatura tat-taħlita tkun 40 ° C, għalhekk it-temperatura inizjali tal-50 gramma ilma hija...
A. 125 ° C
B. 120 ° C
Ċ. 110 ° C
D. 100 ° C
E. 80 ° C
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa tal-ilma 1 (m1 ) = 75 gramma
Temperatura inizjali tal-ilma 1 (T1 ) = 0 ° C
Massa tal-ilma 2 (m2 ) = 50 gramma
Temperatura finali tat-taħlita (T) = 40 ° C
L-unitajiet tal-massa huma l-istess għalhekk mhi meħtieġa l-ebda konverżjoni.
Meħtieġa: Temperatura inizjali tal-ilma 2 (T 2 )
Tweġiba:
Il-prinċipju ta' Black jgħid li f'sistema magħluqa iżolata, is-sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja hija ugwali għas-sħana assorbita minn oġġett b'temperatura baxxa.
Q rilaxxata = Q assorbita
m1c ( ΔT1 ) = m2c ( ΔT2 )
Is-sħana speċifika tal-ilma hija l-istess u għalhekk c titneħħa mill-ekwazzjoni.
m1 ( ΔT1 ) = m2 ( ΔT2 )
(75)(40 – 0) = (50)(T2 – 40)
(75)(40) = (50)(T2 – 40)
3000 = 50 T2 – 2000
3000 + 2000 = 50 T²
5000 = 50 T²
T2 = 100
It-tweġiba korretta hija D.
3. Mistoqsija Nru. 20 tal-Eżami Nazzjonali tal-Fiżika SMA/MA 2015/2016
Metall ta' 200 gramma jissaħħan sa 120 ° C imbagħad jitqiegħed f'100 gramma ilma f'temperatura ta' 30 ° C. Wara l-ekwilibriju, it-temperatura tat-taħlita ssir 60 ° C. Jekk is-sħana speċifika tal-ilma hija 4200 J.kg -1° C -1 , allura s-sħana speċifika tal-metall hija...
A. 10,5 J.kg -1o C -1
B. 105 J.kg -1o C -1
Ċ. 150 J.kg -1o Ċ -1
D. 1050 J.kg -1o C -1
E. 1500 J.kg -1o C -1
Diskussjoni
Konverżjoni ta' unitajiet tal-massa minn grammi għal kilogrammi (Sistema Internazzjonali ta' Unitajiet)
Huwa magħruf li:
Massa tal-metall (m1 ) = 200 gramma = 0,2 kg
Temperatura tal-metall (T1 ) = 120 ° C
Massa tal-ilma (m² ) = 100 gramma = 0,1 kg
Temperatura tal-ilma (T2 ) = 30 ° C
Temperatura finali tat-taħlita (T) = 60 ° C
Sħana speċifika tal-ilma (c2 ) = 4200 J.kg -1 oC - 1
Mistoqsi: Sħana speċifika tal-metall ( c1 )
Tweġiba:
Q rilaxxata = Q assorbita
m1 c1 (ΔT1) = m2 c2 (ΔT2)
(0,2)(ċ 1 )(120 – 60) = (0,1)(4200)(60 – 30)
(0,2)(ċ 1 )(60) = (0,1)(4200)(30)
12 ċ 1 = 12600
ċ 1 = 12600 / 12
ċ 1 = 1050
It-tweġiba korretta hija D.
4. Mistoqsijiet tal-Eżami Nazzjonali tal-SMA/MA tal-2018
250 ml ilma jagħli (100 ° C) jitferra’ f’kazzola li fiha 400 ml ilma f’temperatura ta’ 35 ° C. Wara li jseħħ l-ekwilibriju termali, it-temperatura tat-taħlita hija… (sħana speċifika tal-ilma 1,0 cal.gr -1 . ° C -1 )
Diskussjoni
Huwa magħruf:
Temperatura tal-ilma sħun = 100 ° C
Volum ta' ilma sħun = 250 ml = 0,25 litru = 0,25 dm3 = (0,25)(1000 cm3 ) = 250 cm3
Temperatura tal-ilma kiesaħ = 35 ° C
Volum ta' ilma kiesaħ = 400 ml = 0,4 litri = 0,4 dm3 = (0,4)(1000 cm3 ) = 400 cm3
Sħana speċifika tal-ilma = 1,0 kal.gr -1 . o C -1
Densità tal-ilma = 1 gr/ cm3
Mistoqsi: Temperatura tat-taħlita
Tweġiba:
Ikkalkula l-massa ta' ilma sħun u kiesaħ billi tuża l-formula tad-densità:
m = ρV
m = massa, ρ = densità, V = volum
Massa ta' ilma sħun: m = ρ V = ( 1 gr/cm3 ) (250 cm3 ) = 250 gramma
Massa ta' ilma kiesaħ: m = ρ V = ( 1 gr/cm3 ) (400 cm3 ) = 400 gramma
Ikkalkula t-temperatura tat-taħlita billi tuża l-formula tal-prinċipju ta' Black:
Sħana assorbita mill-ilma kiesaħ = sħana rilaxxata mill-ilma sħun
mc ΔT = mc ΔT
Is-sħana speċifika hija l-istess u għalhekk hija eliminata mill-ekwazzjoni.
mΔT = mΔT
(400)(T-35) = (250)(100-T)
400T – 14000 = 25000 – 250T
400T + 250T = 25000 + 14000
650T = 39000
T = 39000 / 650
T = 60 ° C
