Eżempji ta' mistoqsijiet dwar il-Prinċipju l-Iswed

15-il Eżempju ta' Mistoqsijiet dwar il-Prinċipju ta' Black

1. Silġ li jiżen 0,2 kg jitħallat ma’ tè sħun li jiżen 0,2 kg. It-temperatura tas-silġ = – 10^oC, temperatura tat-te sħuna = 40^oC. Sħana speċifika tas-silġ = 2100 J/kg C^o, sħana speċifika tal-ilma = 4200 J/kg C^o, is-sħana tal-fużjoni tal-ilma = 334.000 J/kg. Jekk is-silġ u t-te sħun jitħalltu f'sistema magħluqa iżolata, iddetermina t-temperatura finali tat-taħlita.

Diskussjoni
Huwa magħruf :
Massa tas-silġ (m es) = 0,2 kg
Massa ta' ilma sħun tat-te (m te) = 0,2 kg
Sħana speċifika tal-ilma (c ilma) = 4180 J/kg C^o
Sħana speċifika tas-silġ (c es) = 2100 J/kg C^o
Sħana tal-fużjoni tal-ilma (L)_f ilma) = 334.000 J/kg
Temperatura tas-silġ (T es) = -10^oC
Temperatura tal-ilma tat-te sħun (T tea) = 40^oC
Mistoqsi : temperatura finali tat-taħlita (T taħlita)?
Jawab :
L-ewwel pass, agħmel stima tal-istat finali.
Is-sħana li trid tiġi rilaxxata mill-ilma biex tbaxxi t-temperatura ta' 0,2 kg ta' tè sħun minn 40^oĊ sa 0^oC:
Is-sħana assorbita minn 0,2 kg ta’ silġ biex tgħolli t-temperatura tiegħu minn -10^oĊ sa 0^oC:
Sħana assorbita biex iddub 0,2 kg ta' silġ (sħana meħtieġa biex is-silġ kollu jinbidel f'ilma):
Abbażi tal-kalkoli ta' hawn fuq, inkisbu r-riżultati li ġejjin:
Q rilaxxat = 33,444 kJ
Q riċevut = 4,2 kJ
Q tidwib = 66,8 kJ

Meta t-te sħun jirrilaxxa 33,44 kJ ta’ sħana, it-temperatura tat-te sħun tinbidel minn 40oC għal 0oC. Parti mis-sħana rilaxxata (madwar 4,2 kJ) tintuża biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn -10°C għal 0°C. ^oĊ sa 0^oC. 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. Biex is-silġ kollu jdub f'ilma, huma meħtieġa 66,8 kJ ta' sħana. Is-sħana li jifdal hija 29,24 kJ.

Jista' jiġi konkluż li s-sħana li toħroġ mit-te sħun tintuża biss biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn -10 ^oĊ sa 0^oC u jdub ftit mis-silġ. Parti mis-silġ inbidel f'ilma, parti le. Matul il-proċess ta' bidla minn solidu għal likwidu, it-temperatura ma tinbidilx. Għalhekk, it-temperatura finali tat-taħlita hija 0^oC.

2. Massa tat-te sħun = 0,4 kg, massa tas-silġ = 0,2 kg, temperatura tal-kubi tas-silġ = -10^oC, temperatura tat-te sħun = 90^oC. Jekk it-tnejn jitħalltu, x'inhi t-temperatura finali tat-taħlita?
Diskussjoni
L-ewwel pass: stima tal-istat finali
Is-sħana li trid tiġi rilaxxata mill-ilma biex tbaxxi t-temperatura ta' 0,4 kg ta' ilma sħun għat-te minn 90^oĊ sa 0^oC:
Is-sħana li jirċievu 0,2 kg ta’ silġ biex jgħollu t-temperatura tagħhom minn -10^oĊ sa 0^oC:
Is-sħana meħtieġa biex iddub 0,2 kg ta' silġ (is-sħana meħtieġa biex is-silġ kollu jinbidel f'ilma):
Abbażi tal-kalkoli ta' hawn fuq, inkisbu r-riżultati li ġejjin:
Q rilaxxat = 150,48 kJ
Q riċevut = 4,2 kJ
Q tidwib = 66,8 kJ
Meta t-te sħun jirrilaxxa 150,48 kJ ta’ sħana, it-temperatura tat-te sħun tinbidel minn 90oC għal 0oC. Parti mis-sħana rilaxxata (4,2 J) tintuża biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn -10oC għal 0oC. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. Is-sħana li jifdal = 146,28 kJ.
Is-sħana meħtieġa biex iddub is-silġ kollu f'ilma hija biss 66,8 kJ. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. It-te sħun m'għandux bżonn jirrilaxxa s-sħana kollha tiegħu sakemm it-temperatura tiegħu tinżel għal 0.^oC. Bħala konklużjoni, it-temperatura finali tat-taħlita trid tkun akbar minn 0^oC.

It-tieni pass: iddetermina t-temperatura finali (T)
Is-sħana meħtieġa biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn -10^oĊ sa 0^oC hija 4200 J.
Is-sħana meħtieġa biex iddub is-silġ kollu f'ilma (sħana latenti) = 66.800 J
Is-sħana meħtieġa biex tgħolli t-temperatura tal-ilma (ilma li jirriżulta mit-tidwib tas-silġ kollu) minn 0^oĊ sa T^oC = (massa tas-silġ)(sħana speċifika tal-ilma)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
Is-sħana rilaxxata minn tè sħun biex tbaxxi t-temperatura tiegħu minn 90oC għal T = (densità tal-ilma)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T

 

3. 60 gramma ilma f'temperatura ta' 90^oC (sħana speċifika tal-ilma = 1 kal.g^-1.^oC^-1) imħallat ma' 40 gramma ta' ilma simili f'temperatura ta' 25^oC. Jekk l-ebda fattur ieħor ma jaffettwa dan il-proċess, allura t-temperatura finali tat-taħlita hija…

A. 15,4 ^oC
B. 23,0 ^oC
C. 46,0 ^oC
D. 64,0 ^oC
E. 77,0 ^oC

Diskussjoni
Huwa magħruf :
Massa tal-ilma 1 (m₁) = 60 gramma
Temperatura tal-ilma 1 (T₁) = 90^oC
Massa tal-ilma 2 (m₂) = 40 gramma
Temperatura tal-ilma 2 (T₂) = 25^oC
Sħana speċifika ilma (c) = 1 kal.g^-1.^oC^-1
Mistoqsi : suħu taħlita finali
Jawab :
Sħana rilaxxata minn ilma b'temperatura għolja (Q rilaxxata) = sħana assorbita minn ilma b'temperatura baxxa (Q assorbita)
m₁ ċ (ΔT) = m₂ ċ (ΔT)
(60)(1)(90 – T) = (40)(1)(T – 25)
(60)(90 – T) = (40)(T – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100T
T = 6400/100
T = 64^oC
It-tweġiba korretta hija D.

4. Biċċa aluminju għandha massa ta’ 500 gramma u għandha temperatura ta’ 30 ^oC jitqiegħed f'kontenitur li fih ilma b'massa ta' 200 gramma u temperatura ta' 90 ^oC. Jekk is-sħana speċifika tal-aluminju hija magħrufa li hija 0,22 kal/g C^o u s-sħana speċifika tal-ilma hija 1 kal/g C^o, allura t-temperatura finali tal-ilma u l-aluminju hija...
A. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
E. 100 ^oC
Diskussjoni:
L-unità tal-massa, grammi (g) m'għandhiex għalfejn tiġi konvertita għal kilogrammi (kg) għaliex is-sħana speċifika tal-aluminju u s-sħana speċifika tal-ilma huma espressi f'cal/g C^o.
Huwa magħruf :
m aluminju = 500 gramma
c aluminju = 0,22 kal/gC^o
T aluminju = 30 ^oC
m ilma = 200 gramma
ilma c = 1 kal/gC^o
T ilma = 90 ^oC
Mistoqsi :
Temperatura finali (T) tal-ilma u l-aluminju?
Jawab :

Formula tas-sħana Q = (m)(ċ)(delta T)

Q ilma = = (200 gramma)(1 kal/gC^o) (90 ^oĊ – T)
Q aluminju = (500 gramma)(0,22 kal/gC^o)(T– 30 ^oC)

Il-formula bażika ta' Black :Q _lepas =Q _miraġġ

L-ilma għandu temperatura inizjali ogħla (90 ^oC) sabiex l-ilma jirrilaxxa s-sħana, l-aluminju jkollu temperatura inizjali aktar baxxa (30 ^oC) sabiex l-aluminju jassorbi s-sħana. It-temperatura finali tat-taħlita ta' ilma u aluminju trid tkun aktar baxxa mit-temperatura inizjali tal-ilma u ogħla mit-temperatura inizjali tal-aluminju.
(200 gramma)(1 kal/gC^o) (90 ^oC – T) = (500 gramma)(0,22 kal/g C^o)(T– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-T) = (110)(T-30)
18000 – 200 T = 110 T – 3300
18000 + 3300 = 110 T + 200 T
21300 = 310 T
T = 68,7 ^oC
It-temperatura finali tal-kombinazzjoni tal-ilma u l-aluminju hija 68,7 ^oC.
It-tweġiba korretta hija Ċ.

5. Biċċa metall b'massa ta' 300 gramma f'temperatura ta' 80 ^oC mgħaddas f'200 gramma ilma f'40 ^oC. Sħana speċifika tal-ilma = 1 kal/g C^oJekk it-temperatura finali tat-taħlita tal-metall u l-ilma hija 50^o C u l-kontenitur ma jassorbix is-sħana, allura s-sħana speċifika tal-metall hija…
A. 0,15 kal/g Ċ^o
B. 0,22 kal/g Ċ^o
Ċ. 1,50 kal/g Ċ^o
D. 4,8 kal/g Ċ^o
E. 7,2 kal/g Ċ^o
Diskussjoni:
Huwa magħruf :
m metall = 300 gramma
T metall = 80 ^oC
m ilma = 200 gramma
T ilma = 40 ^oC
ilma c = 1 kal/g C^o
T taħlita finali ta' metall u ilma = 50 ^oC
Mistoqsi :
metall ċ?
Jawab :
Q tal-metall = (m)(c)(delta T) = (300 gramma)(c metall)(80^oC - 50^oC) = (300 gramma)(metall ċ)(30 C^o)
Q ilma = (m)(c)(delta T) = (200 gramma)(1 kal/g C^o) (60^oC - 50^oĊ) = (200 gramma)(1 kal/g Ċ^o)(10°C^o)

Il-formula bażika ta' Black :Q _lepas =Q _miraġġ

Il-metall għandu temperatura inizjali ogħla (80 ^oC) sabiex il-metall jirrilaxxa s-sħana, l-ilma jkollu temperatura inizjali aktar baxxa (40 ^oC) sabiex l-ilma jassorbi s-sħana.
(300 gramma)(metall ċ)(30 C^o) = (200 gramma)(1 kal/g C^o)(10°C^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 ċ = 2000
ċ = 2000 / 9000
ċ = 0,22 kal/g Ċ^o
Is-sħana speċifika tal-metall hija 0,22 kal/g C^o.
It-tweġiba korretta hija B.

6. Żewġ blalen identiċi għandhom l-istess temperatura ta' 40 ^oC, iż-żewġ blalen għandhom massi ta’ 10 grammi u 40 gramma rispettivament. Iż-żewġ blalen jitqiegħdu f’fluwidu, sabiex it-temperatura taż-żewġ blalen titla’ għal 60^oC. Jekk is-sħana speċifika tal-ballun hija 2 kal/gr C^o u kalorija waħda = 4,2 Joules, allura d-differenza fis-sħana assorbita minn kull ballun hija...
A. 5,04 x 10³ Joule
B. 7,50 x 10³ Joule
Ċ. 10,6 x 10³ Joule
D. 40 x 10³ Joule
E. 42 x 10³ Joule
Diskussjoni:
Huwa magħruf :
m₁ = 10 gramma
m₂ = 40 gramma
T₁ =T₂ = 40 ^oC
T _tmiem = 60 ^oC
ballun c = 2 kal/gr C^o
Mistoqsi :
X'inhi d-differenza fis-sħana assorbita minn kull ballun?
Jawab :
It-temperatura taż-żewġ blalen tiżdied għax iż-żewġ blalen iridu jassorbu s-sħana.
Q₁ = (10 gr)(2 kal/gr Ċ^o) (60^oC–40^oĊ) = (10 gr)(2 kal/g Ċ^o)(20°C^o) = 400 cal = (400)(4,2 J) = 1680 Joules
Q₂ = (40 gr)(2 kal/gr Ċ^o) (60^oC–40^oĊ) = (40 gr)(2 kal/g Ċ^o)(20°C^o) = 1600 cal = (1600)(4,2 J) = 6720 Joules
Id-differenza fis-sħana assorbita minn kull ballun:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
It-tweġiba korretta hija A.

7. Ilma b'massa ta' 200 gramma f'temperatura ta' 30°C jitħallat ma' ilma jagħli b'massa ta' 100 gramma u temperatura ta' 90°C. (Sħana speċifika tal-ilma = 1 kal.gram^-1° C^-1). It-temperatura tal-ilma mħallat fil-ħin tal-ekwilibriju termali hija….

A. 10°C

B. 30°C

C. 50°C

75°C

Lvant 150°C

Diskussjoni

Huwa magħruf :

Massa tal-ilma 1 (m₁) = 200 gramma

Temperatura tal-ilma 1 (T₁) = 30^oC

Massa tal-ilma 2 (m₂) = 100 gramma

Temperatura tal-ilma 2 (T₂) = 90^oC

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 1 kalorija gramm^-1° C^-1

Mistoqsi : temperatura finali tat-taħlita

Jawab :

Sħana rilaxxata minn ilma b'temperatura għolja (Q rilaxxata) = sħana assorbita minn ilma b'temperatura baxxa (Q assorbita)

It-tweġiba korretta hija Ċ.

8. Il-sa 60 gramma f'temperatura ta' 90^oC (sħana speċifika tal-ilma = 1 kal.g^-1.^oC^-1) imħallat ma' 40 gramma ta' ilma simili f'temperatura ta' 25^oC. Jekk l-ebda fattur ieħor ma jaffettwa dan il-proċess, allura t-temperatura finali tat-taħlita hija…

A. 15,4 ^oC

B. 23,0 ^oC

C. 46,0 ^oC

D. 64,0 ^oC

E. 77,0 ^oC

Diskussjoni

Huwa magħruf :

Massa tal-ilma 1 (m₁) = 60 gramma

Temperatura tal-ilma 1 (T₁) = 90^oC

Massa tal-ilma 2 (m₂) = 40 gramma

Temperatura tal-ilma 2 (T₂) = 25^oC

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 1 kal.g^-1.^oC^-1

Mistoqsi : temperatura finali tat-taħlita

Jawab :

Sħana rilaxxata minn ilma b'temperatura għolja (Q rilaxxata) = sħana assorbita minn ilma b'temperatura baxxa (Q assorbita)

It-tweġiba korretta hija D.

9. Silġ b'massa ta' M grammi f'temperatura ta' 0^oC, imqiegħed f'ilma li jiżen 340 gramma f'temperatura ta' 20^oC imqiegħed f'kontenitur speċjali. Assumi li l-kontenitur ma jassorbix/jirrilaxxax is-sħana. Jekk L_es = 80 kalorija g^-1, C_arja = 1 kalorija g^{-1 o}C^-1, is-silġ kollu jdub u l-ekwilibriju termali jintlaħaq f'temperatura ta' 5^oC, allura l-massa tas-silġ (M) hija…

A. 60 gramma

B. 68 gramma

Ċ. 75 gramma

D. 80 gramma

E. 170 grammi

Diskussjoni

Huwa magħruf :

Massa tal-ilma (m) = 340 gramma

Temperatura tas-silġ (T_es) = 0^oC

Temperatura tal-ilma (T_arja) = 20^oC

Temperatura ta' ekwilibriju termali (T) = 5^oC

Sħana tal-fużjoni tas-silġ (L)_es) = 80 kalorija g^-1

Sħana speċifika tal-ilma (c_arja) = 1 kalorija g^{-1 o}C^-1

Mistoqsi Massa tas-silġ (M)

Jawab :

Prinċipju Iswed jiddikjara li f'sistema magħluqa iżolata, is-sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja hija l-istess bħas-sħana assorbita minn oġġett b'temperatura baxxa.

Sħana rilaxxata mill-ilma (Q rilaxxata) = sħana assorbita mis-silġ (Q assorbita)

It-tweġiba korretta hija A.

Catatan:

Jekk jingħad li s-silġ għandu temperatura ta' 0^o allura l-ilma għadu f'forma solida. Jekk jingħad li t-temperatura tal-ilma hija 0^oC allura l-ilma jkun f'forma likwida. Iddifferenzja l-użu tal-kliem silġ u ilma. Minħabba li l-ilma jkun għadu f'forma solida jew ta' silġ, is-sħana assorbita l-ewwel tintuża biex iddub is-silġ kollu f'ilma, għalhekk fuq in-naħa tal-lemin tal-ekwazzjoni ta' hawn fuq, tiżdied formula biex tikkalkula l-ammont ta' sħana biex iddub is-silġ (m_es L_es). Wara li s-silġ kollu jkun idub u sar ilma, tintuża sħana addizzjonali biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn 0^oĊ issir 5^oC.

10. Metall tar-ram f'temperatura ta' 100^oC jitqiegħed f'ilma b'massa ta' 128 gramma u temperatura ta' 30 ^oĊ. Sħana speċifika tal-ilma 1 kal.g^-1oC^-1 u s-sħana speċifika tar-ram hija 0,1 kal.g^-1oC^-1Jekk l-ekwilibriju termali jseħħ f'temperatura ta' 36 ^oC, allura l-massa tal-metall hija….

A. 140 gramma

B. 120 gramma

Ċ. 100 gramma

D. 80 gramma

E. 75 grammi

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Temperatura tar-ram (T₁) = 100 ^oC

Sħana speċifika tar-ram (c₁) = 0,1 kal.g^-1oC^-1

Massa tal-ilma (m₂) = 128 gramma

Temperatura tal-ilma (T₂) = 30 ^oC

Sħana speċifika tal-ilma (c₂) = 1 kal.g^-1oC^-1

Temperatura ta' ekwilibriju termali (T) = 36 ^oC

Mistoqsi: Massa tar-ram (m₁)

Tweġiba:

Il-prinċipju ta' Black jgħid li s-sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja = is-sħana riċevuta minn oġġett b'temperatura baxxa.

It-tweġiba korretta hija B.

11. Tliet kilogrammi ta' virga taċ-ċomb iswed b'sħana speċifika ta' 1400 J.kg^-1C^-1 temperatura 80^oC huwa mgħaddas f'10 kg ta' ilma b'sħana speċifika ta' 4200 J.kg^-1C^-1Wara li jseħħ l-ekwilibriju termali, it-temperatura finali tat-taħlita hija 20^oC. It-temperatura inizjali tal-ilma hija….

A. 20 ^oC

B. 18 ^oC

C. 14 ^oC

D. 12 ^oC

E. 10 ^oC

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa taċ-ċomb (m₁) = 3 kg

Sħana speċifika tal-landa (c₁) = 1400 J.kg^-1C^-1

Temperatura tal-landa (T₁) = 80 ^oC

Massa tal-ilma (m₂) = 10 kg

Sħana speċifika tal-ilma (c₂) = 4200 J.kg^-1C^-1

Temperatura ta' ekwilibriju termali (T) = 20 ^oC

Mistoqsi: Temperatura inizjali tal-ilma (T₂)

Tweġiba:

It-tweġiba korretta hija Ċ.

12. Munita ta' 50 gramma tissaħħan għal temperatura ta' 85^oC, imbagħad mgħaddas f'kontenitur li fih 50 gramma ilma f'temperatura ta' 29,8^oC (sħana speċifika tal-ilma = 1 kal.g^-1.^oC^-1). Jekk it-temperatura finali tas-sistema hija 37^oC u nassumu li m'hemm l-ebda trasferiment tas-sħana mill-kontenitur, allura s-sħana speċifika tal-metall hija...

A. 0,12 kal.g^-1.^oC^-1

B. 0,30 kal.g^-1.^oC^-1

Ċ. 1,50 kal.g^-1.^oC^-1

D. 4,8 kal.g^-1.^oC^-1

E. 7,2 kal.g^-1.^oC^-1

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa tal-munita (m) = 50 gramma

Temperatura inizjali tal-munita (T₁) = 85^oC

Massa tal-ilma (m) = 50 gramma

Temperatura inizjali tal-ilma (T₂) = 29,8^oC

Sħana speċifika tal-ilma = 1 kal.g^-1.^oC^-1

Temperatura finali tas-sistema (T) = 37^oC

Mistoqsi: Sħana speċifika tal-metall (c)

Tweġiba:

Il-prinċipju ta' Black jgħid li s-sħana rilaxxata = is-sħana assorbita. Is-sħana tiġi rilaxxata mill-munita u s-sħana tiġi assorbita mill-ilma, sakemm jintlaħaq l-ekwilibriju termali.

L-unitajiet kollha huma espressi f'grammi għalhekk m'hemmx bżonn li l-unitajiet jiġu konvertiti.

Q _lepas =Q _miraġġ

m_logam c ΔT = m_arja ċ ΔT

(50)(c)(85-37) = (50)(1)(37-29,8)

(50)(ċ)(48) = (50)(7,2)

(50)(ċ)(48) = (50)(7,2)

(ċ)(48) = 7,2

ċ = 7,2 / 48

ċ = 0,15 kal.g^-1.^oC^-1

13. Metall tar-ram f'temperatura ta' 100^oC jitqiegħed f'ilma b'massa ta' 128 gramma u temperatura ta' 30 ^oĊ. Sħana speċifika tal-ilma 1 kal.g^-1°C^-1 u s-sħana speċifika tar-ram hija 0,1 kal.g^{-1 o}C^-1Jekk l-ekwilibriju termali jseħħ f'temperatura ta' 36 ^oC, allura l-massa tal-metall hija….

A. 140 gramma
B. 120 gramma
Ċ. 100 gramma
D. 80 gramma
E. 75 grammi

Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Temperatura tar-ram (T₁) = 100 ^oC
Sħana speċifika tar-ram (c₁) = 0,1 kal.g^{-1 o}C^-1

Massa tal-ilma (m₂) = 128 gramma
Temperatura tal-ilma (T₂) = 30 ^oC
Sħana speċifika tal-ilma (c₂) = 1 kal.g^{-1 o}C^-1

Temperatura ta' ekwilibriju termali (T) = 36 ^oC
Mistoqsija: Massa tar-ram (m₁)
Tweġiba:

Il-prinċipju ta' Black jgħid li s-sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja = is-sħana riċevuta minn oġġett b'temperatura baxxa.
Q ram = Q ilma
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT
(m₁)(0,1)(100-36) = (128)(1)(36-30)
(m₁)(0,1)(64) = (128)(1)(6)
(m₁)(6,4) = 768
m₁ = 768/6,4
m₁ = 120
Il-massa tar-ram hija ta' 120 gramma.
It-tweġiba korretta hija B.

14. Tliet kilogrammi ta' virga taċ-ċomb iswed b'sħana speċifika ta' 1400 J.kg^-1 C^-1 temperatura 80^oC huwa mgħaddas f'10 kg ta' ilma b'sħana speċifika ta' 4200 J.kg^-1 C^-1Wara li jseħħ l-ekwilibriju termali, it-temperatura finali tat-taħlita hija 20^oC. It-temperatura inizjali tal-ilma hija….

A. 20 ^oC
B. 18 ^oC
C. 14 ^oC
D. 12 ^oC
E. 10 ^oC

Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa taċ-ċomb (m₁) = 3 kg
Sħana speċifika tal-landa (c₁) = 1400 J.kg^-1 C^-1
Temperatura tal-landa (T₁) = 80 ^oC

Massa tal-ilma (m₂) = 10 kg
Sħana speċifika tal-ilma (c₂) = 4200 J.kg^-1 C^-1

Temperatura ta' ekwilibriju termali (T) = 20 ^oC
Meħtieġa: Temperatura inizjali tal-ilma (T₂)
Tweġiba:
Q rilaxxata = Q riċevuta
Q landa = Q ilma
m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(20-T)
252.000 = 840.000 – 42.000 T
42.000 T = 840.000 – 252.000
42.000 T = 588.000
T = 588.000 / 42.000
T = 14
It-temperatura inizjali tal-ilma hija 14^oC.
It-tweġiba korretta hija Ċ.

15. Silġ b'massa ta' M grammi f'temperatura ta' 0^oC, imqiegħed f'ilma li jiżen 340 gramma f'temperatura ta' 20^oC imqiegħed f'kontenitur speċjali. Assumi li l-kontenitur ma jassorbix/jirrilaxxax is-sħana. Jekk L_es = 80 kalorija g^-1, C_arja = 1 kalorija g^{-1 o}C^-1, is-silġ kollu ddub u ekwilibriju termali miksub f'temperatura ta' 5^oC, allura l-massa tas-silġ (M) hija…

A. 60 gramma
B. 68 gramma
Ċ. 75 gramma
D. 80 gramma
E. 170 grammi

Diskussjoni
Huwa magħruf :
Massa tal-ilma (m) = 340 gramma
Temperatura tas-silġ (T_es) = 0^oC
Suhu ilma (T_arja) = 20^oC
Temperatura ta' ekwilibriju termali (T) = 5^oC
Sħana tal-fużjoni tas-silġ (L)_es) = 80 kalorija g^-1
Sħana speċifika tal-ilma (c_arja) = 1 kalorija g^{-1 o}C^-1
Mistoqsi Massa tas-silġ (M)
Jawab :

Prinċipju Iswed jiddikjara li f'sistema magħluqa iżolata, is-sħana rilaxxata minn oġġett b'temperatura għolja hija l-istess bħas-sħana assorbita minn oġġett b'temperatura baxxa.
Sħana rilaxxata mill-ilma (Q rilaxxata) = sħana assorbita mis-silġ (Q assorbita)
m_arja c_arja (T) = m_es L_es +m_es c_arja (T)
(340)(1)(20-5) = M (80) + M (1)(5-0)
(340)(15) = 80M + 5M
5100 = 85M
M = 5100/85
M = 60 gramma
It-tweġiba korretta hija A.

Catatan:
Jekk jingħad li s-silġ għandu temperatura ta' 0^o allura l-ilma għadu f'forma solida. Jekk jingħad li t-temperatura tal-ilma hija 0^oC allura l-ilma jkun f'forma likwida. Iddifferenzja l-użu tal-kliem silġ u ilma. Minħabba li l-ilma jkun għadu f'forma solida jew ta' silġ, is-sħana assorbita l-ewwel tintuża biex iddub is-silġ kollu f'ilma, għalhekk fuq in-naħa tal-lemin tal-ekwazzjoni ta' hawn fuq, tiżdied formula biex tikkalkula l-ammont ta' sħana biex iddub is-silġ (m_es L_es). Wara li s-silġ kollu jkun idub u sar ilma, tintuża sħana addizzjonali biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn 0^oĊ issir 5^oC.

Sors tal-mistoqsija:

Mistoqsijiet tal-Fiżika tal-Eżami Nazzjonali għall-Iskola Sekondarja Anzjana/Skola Sekondarja Vokazzjonali