Eżempji ta' mistoqsijiet dwar is-sħana u l-bidliet fl-istat

15-il Eżempju ta' sħana u bidliet fl-istat

Diskussjoni dwar Problemi tas-Sħana

1. Biex tgħolli t-temperatura tal-ilma baħar b'1°C, huma meħtieġa 3900 Joules ta' sħana . Jekk is-sħana speċifika tal-ilma baħar hija 3,9 × 10 ³ J/Kg°C, allura l-massa tal-ilma baħar hija…

A. 100 ​​kg

B. 10 kg

Ċ. 1 kg

D. 0,1 kg

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Bidla fit-temperatura ( ΔT ) = 1 ^° C

Sħana (Q) = 3900 Joules

Sħana speċifika tal-ilma baħar (c) = 3,9 x 10³ ^J /Kg°C = 3900 J/Kg°C

Mistoqsija: Massa tal-ilma baħar (m)

Tweġiba:

Formula tas-sħana:

Q = mc Δ T

Deskrizzjoni: Q = sħana, m = massa, c = sħana speċifika, Δ T = bidla fit-temperatura

m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1

Għalhekk il-massa tal-ilma baħar (m) = 1 kilogramma

It-tweġiba korretta hija Ċ.

2. Ram b'massa ta' 2 kg f'temperatura ta' 30°C. Jirċievi 39.000 J ta' sħana. Jekk is-sħana speċifika tar-ram hija 390 J/kg °C, allura t-temperatura finali tar-ram hija...

A. 80°C

B. 50°C

C. 30°C

20°C

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa (m) = 2 kg

Temperatura inizjali (T1 ₎ = 30 ^° C

Sħana assorbita (Q) = 39.000 Joules

Sħana speċifika (c) tar-ram = 390 J/kg ^° C

Mistoqsija: It-temperatura finali tar-ram ( _T2 )

Tweġiba:

Formula tas-sħana:

Q = mc ΔT

Deskrizzjoni: Q = sħana, m = massa, c = sħana speċifika, ΔT = bidla fit-temperatura

Q = mc ΔT = mc ( _T2 – _T1 )

39.000 = (2)( 390)(T ₂ – 30)

100 = (2)(1)(T2 _– 30)

100 = (2)(T2 _– 30)

50 = _T2 – 30

T2 = 50 + ₃₀

T2 = 80 _° ^C

It-tweġiba korretta hija A.

3. Biex tgħolli t-temperatura ta’ 5 kg ilma minn 15°C għal 40°C, l-ammont ta’ sħana meħtieġ huwa….

(sħana speċifika tal-ilma 4,2 × 10³ ^J /Kg°C)

A. 525.000 J

B. 420.000 J

Ċ. 150.000 J

D. 21.000 J

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa (m) = 5 kg

Temperatura inizjali (T1 ₎ = 15°C

Temperatura finali (T2 ₎ = 40°C

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 4,2 × 10³ ^J /kg°C

Mistoqsi: Sħana (Q)

Tweġiba:

Formula tas-Sħana:

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)( 4,2 × 10³ ^J /kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)( 4,2 × 10³ ^J )(25)

Q = 525 x ^10³ J

Q = 525.000 Joule

It-tweġiba korretta hija A.

4. 2 kg ta' ilma minn temperatura ta' 24°C jissaħħnu sa 90°C. Jekk is-sħana speċifika hija 4.200 Joules/kg°C, allura s-sħana li jirċievi l-ilma hija...

A. 336.000 Joule

B. 259.200 Joule

Ċ. 554.400 Joule

D. 543.600 Joule

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa tal-ilma (m) = 2 kg

Temperatura inizjali (T1 ₎ = 24°C

Temperatura finali (T2 ₎ = 90°C

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 4.200 Joules/kg°C

Mistoqsija: Is-sħana (Q) li jirċievi l-ilma hija….

Tweġiba:

Kaloriji:

Q = mc ΔT

Q = (2 kg)( 4.200 Joules/kg°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)( 4.200 Joules/kg°C)(66°C)

Q = (132)( 4.200 Joules)

Q = 554.400 Joule

It-tweġiba korretta hija Ċ.

5. Ilma b'massa ta' 5 grammi jissaħħan minn 10°C sa 40°C. Jekk is-sħana speċifika tal-ilma hija 1 kal/gr°C, l-ammont ta' sħana meħtieġ biex tgħolli t-temperatura tal-ilma huwa...

A. 100 kalorija

B. 150 kalorija

Ċ. 200 kalorija

D. 400 kalorija

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa (m) = 5 gramma

Temperatura inizjali (T1 ₎ = 10 ^° C

Temperatura finali (T2 ₎ = 40 ^° C

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 1 kal/gr°C

Mistoqsija: Is-sħana meħtieġa biex tgħolli t-temperatura tal-ilma

Tweġiba:

Formula tas-sħana:

Q = mc ΔT

Q = (5 grammi)( 1 kal/gr°C)(40 ^° C – 10 ^° C)

Q = (5)( 1 kal)(30)

Q = 150 kalorija

It-tweġiba korretta hija B.

6. L-aqwa konduttur tas-sħana huwa...

A. aluminju

B. merkurju

Ċ. ħadid

D. ħġieġ

Diskussjoni

Jekk materjal jikkonduċix is-sħana tajjeb jew le jiddependi mit-tip ta' materjal. Il-kwantità fiżika li tindika l-abbiltà ta' materjal li jikkonduċi s-sħana tissejjaħ konduttività termali. Iktar ma tkun għolja l-konduttività termali, aħjar tkun l-abbiltà tal-materjal li jikkonduċi s-sħana.

Hawn taħt jinsabu l-valuri tal-konduttività termali ta' diversi materjali:

Aluminju = 200 J/ms C ^o

Ħadid = 40 J/ms C ^o

Merkurju = 8,30 J/ms C ^o

Ħġieġ = 0,84 J/ms C ^o

Abbażi tad-dejta ta' hawn fuq, l-akbar valur ta' konduttività termali huwa l-aluminju.

It-tweġiba korretta hija A.

7. 0,2 kg ta' ilma f'temperatura ta' 25 ^° C jissaħħan b'sħana ta' 42.000 Joules. Jekk is-sħana speċifika tal-ilma hija = 4200 J/kg ^° C, allura t-temperatura finali tal-ilma hija…..

A. 100 ^° C

B. 80 ^° C

Ċ. 75 ^° C

D. 50 ^° C

Diskussjoni

L-unitajiet kollha huma espressi f'unitajiet Internazzjonali ħlief għall-unitajiet tat-temperatura li jibqgħu f'Celsius għaliex is-sħana tuża l-unità J/kg ^oC.

Huwa magħruf li:

Massa tal-ilma (m) = 0,2 kg

Sħana (Q) = 42.000 Joules

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 4200 J/kg ^o C

Temperatura inizjali (T1 ₎ = 25 ^° C

Mistoqsija: Temperatura finali ( _T2 )

Tweġiba:

Formula tas-sħana:

Q = mc ΔT = mc ( _T2 – _T1 )

Deskrizzjoni tal-formula:

Q = sħana, m = massa, c = sħana speċifika, ΔT = bidla fit-temperatura, T ₁ = temperatura inizjali, T ₂ = temperatura finali

It-temperatura finali tal-ilma hija:

Q = mc ( _T2 – _T1 )

42.000 = (0,2)(4200)(T2 _– 25)

42.000 = 840 (T ₂ – 25)

42.000 = 840 T ₂ – 21.000

42.000 + 21.000 = 840 _T²

63.000 = 840 _T²

T2 = _63.000 / 840

T2 = 75 _° ^C

It-tweġiba korretta hija Ċ.

Bidliet fit-Temperatura u Bidliet fil-Forma

8. Abbażi tal-graff, l-ammont ta’ sħana meħtieġ minn 5 kg ta’ ilma fil-proċess minn C sa D (sħana speċifika tal-ilma = 4.200 J/kg ^° C) huwa…

A. 210.000 J

B. 420.000 J

Ċ. 21.000.000 J

D. 42.000.000 J

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa tal-ilma (m) = 5 kg

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 4200 J/kg ^o C

Temperatura inizjali (T1 ₎ = 0 ^° C

Temperatura finali (T2 ₎ = 10 ^° C

Bidla fit-temperatura ( ΔT) = 10 ^° C – 0 ^° C = 10 ^° C

Mistoqsija: Sħana assorbita (Q)

Tweġiba:

Formula tas-sħana:

Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg ^o C)( 10 ^o C) = (5)(4200 J)( 10 ) = (50)(4200 J) = 210.000 Joules

It-tweġiba korretta hija A.

9. Ħares lejn il-graff fuq il-ġenb! L-ammont ta’ sħana meħtieġ biex jinbidlu 200 gramma ta’ silġ fil-proċess A għal C, jekk is-sħana speċifika tas-silġ hija 2100 J/kg ^° C u s-sħana tal-fużjoni tas-silġ hija 336.000 J/kg hija…..

A. 4.200 Joule

B. 67.200 Joule

Ċ. 71.400 Joule

D. 75.600 Joule

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

L-unitajiet kollha għandhom ikunu espressi fis-Sistema Internazzjonali tal-Unitajiet.

Massa tas-silġ (m) = 200 gramma = 200/1000 kilogramma = 0,2 kilogrammi

Sħana speċifika (c) = 2100 J/kg ^° C

Sħana tas-silġ li jdub (L _F ) = 336.000 J/kg

Mistoqsija: Kemm sħana hija meħtieġa fil-proċess minn A sa C?

Tweġiba:

Fil-proċess A sa B, is-sħana tiġi assorbita mis-silġ biex tiżdied it-temperatura tiegħu minn -10 ^° C għal 0 ^° C.

L-ammont ta’ sħana assorbita fil-proċess A sa B huwa kkalkulat bl-użu tal-formula tas-sħana:

Q = mc ΔT

Deskrizzjoni tal-formula: Q = sħana assorbita, m = massa tas-silġ, c = sħana speċifika tas-silġ, ΔT = bidla fit-temperatura

Għalhekk l-ammont ta' sħana assorbita huwa:

Q1 = mc ΔT = (0,2)( 2100)(0-(-10) = ₍ 0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Joules

Fil-proċessi B sa C, is-sħana tiġi assorbita biex iddub is-silġ kollu f'ilma. F'dan il-proċess, isseħħ biss bidla fl-istat, iżda ma sseħħ l-ebda bidla fit-temperatura. It-temperatura tas-silġ u l-ilma tibqa' f'0 ^° C.

L-ammont ta’ sħana assorbita fil-proċess B sa C huwa kkalkulat bl-użu tal-formula tas-sħana:

Q2 = m L _F = (0,2 kg)( 336.000 J _/ kg) = 67200 Joules

L-ammont ta' sħana assorbita fil-proċess minn A sa C:

Q = _Q1 + Q2 ₌ 4200 Joules + 67200 Joules = 71400 Joules

It-tweġiba korretta hija Ċ.

10. Ħares lejn il-graff tar-riżultati sperimentali li ġej!

Jekk 2 kg ta' ilma jissaħħnu, u s-sħana tal-fwar tal-ilma = 2,27 x 10 ⁶ J/kg, is-sħana speċifika tal-ilma = 4.200 J/kg ^° C u l-pressjoni tal-arja hija atmosfera waħda, allura l-ammont ta' sħana meħtieġ għall-proċess minn B sa C huwa...

A. 3.360 kilojoules

B. 4.540 kilojoules

Ċ. 4.876 kilojoules

D. 5.212 kilojoules

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa tal-ilma (m) = 2 kg

Sħana tal-fwar tal-ilma (L _V ) = 2,27 x 10 ⁶ J/kg

Sħana speċifika tal-ilma (c) = 4.200 J/kg ^o C

Mistoqsija: L-ammont ta' sħana assorbita għall-proċess minn B għal C.

Tweġiba:

Fil-proċessi A sa B, is-sħana assorbita mill-ilma tintuża biex tgħolli t-temperatura tal-ilma minn 60 ^° C għal 100 ^° C. Fi pressjoni tal-arja ta' atmosfera waħda, it-temperatura tat-togħlija tal-ilma hija 100 ^° C u wara li tilħaq temperatura ta' 100 ^° C, l-ilma ma jesperjenzax aktar bidliet fit-temperatura iżda jesperjenza bidla minn likwidu għal gass.

Fil-proċessi B sa C, is-sħana assorbita tintuża biex tevapora l-ilma kollu f'gass. L-ammont ta' sħana assorbita huwa kkalkulat bl-użu tal-formula:

Q = m L _V = (2 kg)(2,27 x 10⁶ ^J /kg) = 4,54 x 10⁶ ^Joules = 4540 x ^10⁶ Joules = 4540 kilo Joules

It-tweġiba korretta hija B.

11.

Oqgħod attent għall-graff li ġej
Is-silġ b'massa ta' 50 gramma jissaħħan minn -5^oC għall-ilma f'temperatura ta' 60^oIlma C. Jekk is-sħana tal-fużjoni tas-silġ = 80 kal/gramma, is-sħana speċifika tas-silġ = 0,5 kal/gramma ^oC, sħana speċifika tal-ilma = 1 kal/gramma ^oC, allura l-ammont ta' sħana meħtieġ matul il-proċess minn C sa D huwa….

A. 125 kalorija
B. 3.000 kalorija
Ċ. 4.000 kalorija
D. 7.125 kalorija

Diskussjoni

Huwa magħruf li:
Massa tas-silġ (m es) = 50 gramma
Temperatura tas-silġ (T es) = -5 ^oC
Sħana speċifika tas-silġ (c es) = 0,5 kal/gramma ^oC
Sħana tas-silġ li jdub (L silġ) = 80 kal/gramma
Temperatura tal-ilma (T ilma) = 60 ^oC
Sħana speċifika tal-ilma (c ilma) = 1 kal/gramma ^oC
Mistoqsija: L-ammont ta' sħana fil-proċess minn C sa D
Tweġiba:

Fil-proċess A sa B, it-temperatura tas-silġ tinbidel minn -5 ^oĊ issir 0 ^oC
Fil-proċess B sa C, is-silġ kollu jinbidel f'ilma (is-solidu jinbidel f'likwidu). F'dan il-proċess, it-temperatura ma tinbidilx.
Fil-proċess C għal D, it-temperatura tal-ilma tinbidel minn 0 ^oĊ issir 60 ^oC

Sħana meħtieġa fil-proċess A sa B:
Q = mc ΔT
Q = (m_es)(ċ_es)(0 – T_es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 kalorija
Sħana meħtieġa fil-proċess B sa C:
Q = m L
Q = m_es L_es
Q = (50)(80) = 4000 kalorija
Sħana meħtieġa fil-proċess C sa D:
Q = mc ΔT
Q = (m_arja)(ċ_arja)(T_arja - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 kalorija

Sħana meħtieġa fil-proċess A sa D:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 kalorija

L-awtur jikkalkula l-ammont ta’ sħana meħtieġ għal kull proċess biex jgħinek tifhem kif issolvi dan it-tip ta’ problema. Il-mistoqsija hija dwar is-sħana meħtieġa għall-proċess C sa D.

It-tweġiba korretta hija B.

12.

Ibbażat fuq il-graff ħdejn in-numru ta' sħana 3 kg ta' silġ huma meħtieġa fil-proċess ta' ABC... (sħana speċifika es = 2.100 J/kg^oC, sħana tal-fużjoni es = 336.000 J/kg)

A. 630 kJ
B. 819 kJ
Ċ. 1071 kJ
D. 3276 kJ

Diskussjoni

Il-graff ta' hawn fuq juri l-proċess tal-bidla tal-istat tas-silġ f'ilma.
Fil-proċess AB, is-sħana tintuża biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn -10^oĊ sa 0^oC.
Q = mc (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 Joules = 63 kJ (kj = kilo Joules)
Fil-proċess BC, is-sħana tintuża biex iddub is-silġ kollu f'ilma. F'dan il-proċess, it-temperatura tas-silġ ma tinbidilx.
Q = m L_F
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 Joules
L-ammont ta' sħana meħtieġ għas-silġ fil-proċess ABC huwa:
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
It-tweġiba korretta hija Ċ.

13.

Oqgħod attent għall-grafika tat-tisħin ta' 500 gramma ta' silġ f'temperatura ta' -10^oC taħt! Jekk is-sħana speċifika tas-silġ hija 2100 J/kg^oC, sħana speċifika tal-ilma 4.200 J/kg^oC, u s-sħana tal-fużjoni tas-silġ hija 336.000 J/kg. Kemm sħana hija meħtieġa għall-proċess tal-BCD?

A. 31.500 J
B. 63.000 J
Ċ. 168.000 J
D. 231.000 J

Diskussjoni
Il-massa tas-silġ hija espressa fi grammi, għalhekk ikkonvertiha għal kilogrammi (unitajiet internazzjonali). 500 gramma = 0,5 kg.
Fil-proċess BC, is-sħana tintuża biex iddub is-silġ kollu f'ilma.
Q = m L_F
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joules
Fil-proċess tas-CD, is-sħana tintuża biex tgħolli t-temperatura tal-ilma minn 0^oĊ sa 30^oC
Q = mc (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 Joules
L-ammont ta' sħana meħtieġ għas-silġ fil-proċess BCD:
168.000 Joules + 63.000 Joules = 231.000 Joules
It-tweġiba korretta hija D.

14.
Ħares lejn il-graff tat-tisħin għal 1 kg ta' silġ hawn taħt! Jekk is-sħana speċifika tas-silġ hija 2.100 J/kg^oC, is-sħana tal-fużjoni tas-silġ hija 336.000 J/kg u s-sħana speċifika tal-ilma hija 4.200 J/kg^oC, allura s-sħana meħtieġa fil-proċess tal-PQR hija…
A. 10.500 J
B. 21.000 J
Ċ. 336.000 J
D. 346.500 J
Diskussjoni
Fil-proċess PQ, is-sħana tintuża biex tgħolli t-temperatura tas-silġ minn -5^oĊ sa 0^oC
Q = mc (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 Joules
Fil-proċess QR, is-sħana tintuża biex iddub is-silġ kollu f'ilma.
Q = m L_F
Q = (1)(336.000) = 336.000 Joules
L-ammont ta' sħana meħtieġ għas-silġ fil-proċess PQR huwa:
10.500 Joules + 336.000 Joules = 346.500 Joules
It-tweġiba korretta hija D.

15. Ħares lejn il-grafika tat-tisħin għal 1 kg ta' silġ hawn taħt!

Jekk is-sħana speċifika tas -silġ hija 2.100 J/kg ^oC , is-sħana tal-fużjoni tas-silġ hija 336.000 J/kg u s-sħana speċifika tal-ilma hija 4.200 J/kg ^oC , allura s-sħana meħtieġa fil-proċess tal-PQR hija…

A. 10.500 J

B. 21.000 J

Ċ. 336.000 J

D. 346.500 J

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

Massa tas-silġ = 1 kg

Sħana tas-silġ li jdub (L _F ) = 336.000 J/kg

Sħana speċifika tas-silġ (c es) = 2.100 J/kg ^o C

Sħana speċifika tal-ilma (c ilma) = 4.200 J/kg ^o C

Mistoqsija: Sħana meħtieġa fil-proċess PQR

Tweġiba:

Fil-proċess P għal Q, is-sħana tintuża biex iżżid it-temperatura tas-silġ minn -5 ^° C għal 0 ^° C. Is-sħana hija kkalkulata bl-użu tal-formula: Q = mc ΔT, fejn Q = sħana, m = massa tas-silġ, c = sħana speċifika tas-silġ, ΔT = bidla fit-temperatura minn -5 ^° C għal 0 ^° C.

Sħana meħtieġa fil-proċess P sa Q:

Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Joules

Fil-proċess Q għal R, is-sħana tintuża biex iddub is-silġ kollu f'ilma. F'dan il-proċess, it-temperatura ma tinbidilx. Is-sħana hija kkalkulata bl-użu tal-formula: Q = m L _F , fejn Q = sħana, m = massa tas-silġ, L _F = sħana tal-fużjoni tas-silġ.

Sħana meħtieġa fil-proċess Q sa R:

Q = m L _F = (1)(336.000) = 336.000 Joules

Kaloriji totali:

10500 + 336.000 = 346.500 Joules

It-tweġiba korretta hija D.

Sors tal-mistoqsija:

Mistoqsijiet tal-Eżami Nazzjonali tax-Xjenza tal-Iskola Sekondarja Inferjuri/Iskola Sekondarja Islamika