काला सिद्धान्तहरू बुझ्दै
यदि हामीले खुला कन्टेनरमा (उदाहरणका लागि, बाल्टिन) तातो र चिसो पानी मिसायौं भने, तातो पानीबाट चिसो पानीमा ताप स्थानान्तरण हुन्छ। कन्टेनर खुला भएकोले, केही ताप हावामा स्थानान्तरण हुन्छ। कन्टेनर पनि न्यानो हुन्छ। तातो पानीले छोडेको ताप चिसो पानीले मात्र होइन तर हावा र कन्टेनरले पनि अवशोषित गर्छ। यस अवस्थामा, बाल्टिन एक गैर-पृथक प्रणाली हो।
जब हामी बन्द थर्मसमा तातो र चिसो पानी मिसाउँछौं, तातो पानीबाट चिसो पानीमा ताप स्थानान्तरण हुन्छ । थर्मस एक पृथक प्रणाली हो , त्यसैले कुनै ताप हावा वा थर्मसमा स्थानान्तरण हुँदैन। तातो पानीले छोडेको ताप मिश्रण तापीय सन्तुलनमा नपुगुन्जेलसम्म चिसो पानीले सोस्छ ।
ब्ल्याकको सिद्धान्तले बताउँछ कि पृथक बन्द प्रणालीमा, उच्च तापक्रमको वस्तुले छोडेको ताप = कम तापक्रमको वस्तुले अवशोषित गरेको ताप।
कालोको आधारभूत सूत्र
Qबन्द = क्यूअवशोषित गर्नु
विवरण: Qबन्द = उच्च तापक्रम भएको वस्तुबाट निस्कने ताप, Qअवशोषित गर्नु = कम तापक्रम भएका वस्तुहरूले सोस्ने ताप।
ब्ल्याकको सिद्धान्त उदाहरण प्रश्नहरू
१. १ किलोग्राम पिण्ड र १०० डिग्री तापक्रम भएको तातो फलामको टुक्रा oC लाई २ किलोग्राम पिण्ड र २० डिग्री तापक्रम भएको पानी भएको भाँडोमा राखिन्छ oC. मिश्रणको अन्तिम तापक्रम कति हुन्छ? फलामको विशिष्ट ताप = ४५० J/kg Co, पानीको विशिष्ट ताप = ४२०० J/kg Co.
छलफल:
यो थाहा छ :
m फलाम = १ किलोग्राम, Tbesi = 100 oC, m पानी = २ किलोग्राम, Tहावा = 20 oC, c फलाम = ४५० J/kg Co, c पानी = ४२०० J/kg Co.
सोधियो :
मिक्स?
जावाब :
फलामको तापक्रम पानीभन्दा बढी हुन्छ त्यसैले फलामले ताप छोड्छ, पानीले ताप सोस्छ।
(m)(c)(डेल्टा T) = (m)(c)(डेल्टा T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(२००)(९०-टी) = (११०)(टी-३०)
४५००० – ४५० टि = ८४०० टि – १६८०००
१८००० + ३३०० = ११० टन + २०० टन
४२,००० = ८४० टन
T = २१३००० : ८८५०
टी = ११ oC
सुहु तातो फलाम र चिसो पानीको मिश्रणको अन्तिम तापक्रम जब दुवै तापीय सन्तुलनमा हुन्छन्, २४ हुन्छ। oC.
४. २०१५/२०१६ SMA/MA भौतिकशास्त्र राष्ट्रिय परीक्षा प्रश्न नं.१०
० डिग्री सेल्सियस तापक्रममा ७५ ग्राम पानी ५० ग्राम पानीमा मिसाइन्छ ताकि मिश्रणको तापक्रम ४० डिग्री सेल्सियस होस्, त्यसैले ५० ग्राम पानीको सुरुवाती तापक्रम...
क. १०० डिग्री सेल्सियस
ख. ८० डिग्री सेल्सियस
७५ डिग्री सेल्सियस
घ. ५० डिग्री सेल्सियस
ई. ८० डिग्री सेल्सियस
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
पानीको पिण्ड २ (m२ ) = ५० ग्राम
पानी १ (T १ ) को सुरुवाती तापक्रम = ० डिग्री सेल्सियस
पानीको पिण्ड २ (m२ ) = ५० ग्राम
मिश्रणको अन्तिम तापक्रम (T) = ६० डिग्री सेल्सियस
द्रव्यमानको एकाइहरू समान छन् त्यसैले कुनै रूपान्तरण आवश्यक छैन।
चाहिएको: पानीको सुरुवाती तापक्रम २ (T २ )
उत्तरहरू:
ब्ल्याकको सिद्धान्तले बताउँछ कि एक पृथक बन्द प्रणालीमा, उच्च-तापमान वस्तुले छोडेको ताप कम-तापमान वस्तुले अवशोषित गरेको ताप बराबर हुन्छ।
Q रिलिज भयो = Q अवशोषित भयो
m 1 c ( Δ T 1 ) = m 2 c ( Δ T 2 )
पानीको विशिष्ट ताप समान छ त्यसैले c लाई समीकरणबाट हटाइएको छ।
m १ ( Δ T १ ) = m २ ( Δ T २ )
(७५)(४० – ०) = (५०)(टी २ – ४०)
(७५)(४०) = (५०)(टी २ – ४०)
३००० = ५० ट २ – २०००
४२,००० + २१,००० = ८४० T २
६३,००० = ८४० ट २
टी २ = १००
सही उत्तर D हो।
५. २०१४/२०१५ SMA/MA भौतिकशास्त्र राष्ट्रिय परीक्षा प्रश्न नम्बर ८
२०० ग्रामको धातुलाई १२० डिग्री सेल्सियसमा तताइन्छ र त्यसपछि ३० डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा १०० ग्राम पानीमा हालिन्छ। सन्तुलन पछि, मिश्रणको तापक्रम ६० डिग्री सेल्सियस हुन्छ। यदि पानीको विशिष्ट ताप ४२०० J.kg -१ डिग्री सेल्सियस -१ छ भने, धातुको विशिष्ट ताप...
A. १०.५ जे.के.जी. -१ ° सेल्सियस -१
ख. १०५ जे.के.जी. -१ ° सी -१
C. १५० जे.के.जी. -१ ° C -१
घ. १०५० जे.के.जी. -१ ° सी -१
E. १५०० जे.के.जी. -१ ° सेल्सियस -१
छलफल
ग्रामबाट किलोग्राममा द्रव्यमान एकाइहरूको रूपान्तरण (अन्तर्राष्ट्रिय एकाइ प्रणाली)
यो ज्ञात छ कि:
धातुको पिण्ड (m1 ) = २०० ग्राम = ०.२ किलोग्राम
धातुको तापक्रम (T 1 ) = १२० डिग्री सेल्सियस
पानीको पिण्ड (m2 ) = १०० ग्राम = ०.१ किलोग्राम
पानीको तापक्रम (T 2 ) = 30 डिग्री सेल्सियस
मिश्रणको अन्तिम तापक्रम (T) = ६० डिग्री सेल्सियस
पानीको विशिष्ट ताप (c 2 ) = 4200 J.kg -1 o C -1
सोधिएको: धातुको विशिष्ट ताप (c 1 )
उत्तरहरू:
Q रिलिज भयो = Q अवशोषित भयो
m1 c1 (ΔT1) = मि2 c2 (ΔT2)
(०.२)(ग १ )(१२० – ६०) = (०.१)(४२००)(६० – ३०)
(०.२)(ग १ )(६०) = (०.१)(४२००)(३०)
१२ ग १ = १२६००
ग १ = १२६०० / १२
ग १ = १०५०
सही उत्तर D हो।
३. २०१७ SMA/MA राष्ट्रिय परीक्षाका प्रश्नहरू
२५० मिलिलिटर उम्लिरहेको पानी (१०० डिग्री सेल्सियस) ४०० मिलिलिटर पानी भएको भाँडोमा ३५ डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा खन्याइन्छ। तापीय सन्तुलन भएपछि, मिश्रणको तापक्रम... (पानीको विशिष्ट ताप १.० क्यालोरी ग्रा. -१.० डिग्री सेल्सियस -१ ) हुन्छ ।
छलफल
यो ज्ञात छ:
तातो पानीको तापक्रम = १०० डिग्री सेल्सियस
तातो पानीको आयतन = २५० मिलि = ०.२५ लिटर = ०.२५ dm ३ = (०.२५)(१००० सेमी ३ ) = २५० सेमी ३
चिसो पानीको तापक्रम = ३५ डिग्री सेल्सियस
चिसो पानीको आयतन = ४०० मिलि = ०.४ लिटर = ०.४ dm ३ = (०.४)(१००० सेमी ३ ) = ४०० सेमी ३
पानीको विशिष्ट ताप = १.० क्यालोरी -१.० डिग्री सेल्सियस -१
पानीको घनत्व = १ ग्राम/सेमी ३
सोधिएको: मिश्रणको तापक्रम
उत्तर:
घनत्व सूत्र प्रयोग गरेर तातो र चिसो पानीको द्रव्यमान गणना गर्नुहोस्:
m = ρ V
m = पिण्ड, ρ = घनत्व, V = आयतन
तातो पानीको पिण्ड: m = ρ V = ( १ ग्राम/सेमी ३ )(२५० सेमी ३ ) = २५० ग्राम
चिसो पानीको पिण्ड: m = ρ V = ( १ ग्राम/सेमी ३ )(४०० सेमी ३ ) = ४०० ग्राम
ब्ल्याकको सिद्धान्त सूत्र प्रयोग गरेर मिश्रणको तापक्रम गणना गर्नुहोस्:
चिसो पानीले सोसेको ताप = तातो पानीले छोडेको ताप
mc Δ T = mc Δ T
विशिष्ट ताप समान छ त्यसैले यो समीकरणबाट हटाइएको छ।
m Δ T = m Δ T
(४००)(T-३५) = (२५०)(१००-T)
४०० टन – १४००० = २५००० – २५० टन
४०० टन + २५० टन = २५००० + १४०००
६५०T = ३९०००
T = ५८८,००० / ४२,०००
टी = ६० डिग्री सेल्सियस
