گرمي ۽ مرحلي جي تبديلي - مسئلا ۽ حل

گرمي ۽ مرحلي جي تبديلي - مسئلا ۽ حل

1. گراف جي بنياد تي، سي ڊي جي عمل دوران 5 ڪلوگرام پاڻي ڪيتري گرمي جذب ڪري ٿو؟ پاڻي جي مخصوص گرمي = 4,200 J/kg ^o C.

ڄاتل سڃاتل:

وزن (م) = 5 ڪلوگرام

پاڻيءَ جي مخصوص گرمي (c) = 4200 J/kg ^o C

شروعاتي گرمي پد (T ₁ ) = 0 ^o C

آخري گرمي پد (T ₂ ) = 10 ^o C

گرمي پد ۾ تبديلي (ΔT) = 10 ^° C – 0 ^° C = 10 ^° C

گهربل: گرمي (Q)

حل:

ق = ايم سي Δ ٽي = (5 ڪلوگرام) (4200 ج/ڪلوگرام ^او سي) (10 ^او سي) = (5) (4200 ج) (10) = (50) (4200 ج) = 210,000 جولز

^{2. جيڪڏهن برف جي مخصوص گرمي 2100 J/kg o} C آهي ۽ برف جي فيوزن جي گرمي 336,000 J/kg آهي ته AC عمل دوران 20 گرام برف ڪيتري گرمي جذب ڪري ٿي ؟

ڄاتل سڃاتل:

برف جو وزن (ميٽر) = 200 گرام = 200/1000 ڪلوگرام = 0.2 ڪلوگرام

مخصوص گرمي (c) = 2100 J/kg ^o C

برف جي فيوزن جي گرمي (L _F ) = 336,000 J/kg

گهربل: اي سي جي عمل دوران برف ذريعي جذب ٿيندڙ گرمي

حل:

عمل AB دوران، برف گرمي جذب ڪري ٿي ته جيئن ان جو گرمي پد -10 ^o C کان 0 ^o C تائين تبديل ٿي وڃي.

ق = ايم سي Δ ٽي

Q = گرمي، m = برف جو مقدار، c = برف جي مخصوص گرمي، ΔT = گرمي پد ۾ تبديلي

سوال ₁ = mc ΔT = (0.2)(2100)(0-(-10) = (0.2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 جولس

BC جي عمل دوران، گرمي جذب ڪئي ويندي آهي ته جيئن سڄي برف پاڻي ۾ ڳري وڃي. هن عمل ۾ صرف مرحلي ۾ تبديلي ايندي آهي ۽ گرمي پد ۾ ڪا به تبديلي نه ايندي آهي. برف ۽ پاڻي جو گرمي پد 0 ^o C رهي ٿو.

عمل دوران جذب ٿيل گرمي BC:

سوال ₂ = m L _F = (0.2 ڪلوگرام) (336,000 J/kg) = 67,200 جولز

اي سي جي عمل دوران جذب ٿيندڙ گرمي:

ق = ق ₁ + ق ₂ = 4200 جول + 67,200 جول = 71,400 جول

3. هڪ 2 ڪلوگرام پاڻي کي گرم ڪيو ويندو آهي، ۽ پاڻيءَ جي بخارات جي گرمي = 2.27 x 10 ⁶ J/kg، پاڻيءَ جي مخصوص گرمي = 4,200 J/kg ^o C ۽ هوا جو دٻاءُ 1 atm آهي، عمل BC دوران پاڻيءَ پاران جذب ٿيندڙ گرمي ڪيتري آهي؟

ڄاتل سڃاتل:

وزن (ميٽر) = 2 ڪلوگرام

پاڻيءَ جي بخارات جي گرمي (L _V ) = 2.27 x 10 ⁶ J/kg

پاڻيءَ جي مخصوص گرمي (c) = 4,200 J/kg ^o C

گهربل: پروسيس دوران جذب ٿيل گرمي BC.

حل:

^{عمل AB ۾، پاڻي جي گرمي پد کي 60 °} C کان 100 ^° C تائين وڌائڻ لاءِ گرمي جذب ڪئي ويندي آهي.

ق = م ل _وي = (2 ڪلوگرام) (2.27 x 10 ⁶ ج/ڪلوگرام) = 4.54 x 10 ⁶ جولس = 4540 x 10 ³ جولس = 4540 ڪلو جولس

4. هيٺ ڏنل شڪل جي بنياد تي، جيڪڏهن برف جو وزن 500 گرام آهي، ته مخصوص گرمي 2100 J/kg ^o C آهي ۽ برف جي فيوزن جي پوشيده گرمي 336,000 J/kg آهي. عمل P–Q–R ۾ گهربل گرمي جو اندازو لڳايو.

ڄاتل سڃاتل:

برف جو وزن (م) = 500 گرام = 500/1000 ڪلوگرام = 0.5 ڪلوگرام

برف جي مخصوص گرمي (c) = 2100 J/kg ^o C

فيوزن جي لڪل گرمي (L _F ) = 336,000 J/kg

گهربل: گرمي

حل:

عمل PQ = برف جي گرمي پد کي -4 ^° C کان 0 ^° C تائين وڌائڻ لاءِ جذب ٿيل گرمي

عمل QR = برف پاران جذب ڪيل گرمي جيڪا سڄي برف کي پاڻي ۾ ڳاري ٿي.

عمل دوران جذب ٿيل گرمي PQ مساوات استعمال ڪندي ڳڻيو ويو:

ق = ايم سي Δ ٽي

Q = گرمي، m = ماس، c = برف جي مخصوص گرمي، ΔT = گرمي پد ۾ تبديلي

عمل دوران گرمي جذب ٿيل برف جو PQ هن مساوات کي استعمال ڪندي ڳڻيو ويو:

ق = (0.5 ڪلوگرام) (2100 جي / ڪلو ^او سي) (0 ^o سي- (-4 ^o سي))

ق = (0.5 ڪلو) (2100 جي / ڪلو ^او سي) (0 ^o سي + 4 ^o سي)

Q = (0.5 kg) (2100 J/kg ^o C) (4 ^o C)

ق = (0.5)(2100 جي)(4)

ق = 4200 جول

عمل دوران جذب ٿيل گرمي QR هن مساوات کي استعمال ڪندي ڳڻيو ويو:

ق = م ل _ف

ق = (0.5 ڪلوگرام) (336,000 ج/ڪلوگرام)

ق = (0.5)(336,000 ج)

ق = 168,000 جول

ڪُل گرمي:

ق = 4200 جول + 168,000 جول

ق = 172,200 جول

ق = 172.2 ڪلو جول

ق = 172.2 ڪلو جيل

5. 50 گرام جي وزن سان برف -5 ^{° C کان 60 °} C تي پاڻي ۾ گرم ڪئي وڃي . جيڪڏهن برف جي فيوزن جي گرمي 80 ڪيلوري/گرام آهي، برف جي مخصوص گرمي 0.5 ڪيلوري/گرام ^{o °} C آهي، پاڻي جي مخصوص گرمي 1 ڪيلوري/گرام ^{o °} C آهي، پروسيس سي ڊي ۾ گهربل گرمي جو اندازو لڳايو.

ڄاتل سڃاتل:

برف جو مقدار = پاڻي جو مقدار (m) = 50 گرام

برف لاءِ فيوزن جي لڪل گرمي (L _F ) = 80 ڪيلس/گرام

برف جي مخصوص گرمي (c برف) = 0.5 ڪيلي/گرام ^o C

پاڻيءَ جي مخصوص گرمي (c پاڻي) = 1 ڪيلي/گرام ^o C

گهربل: پروسيس سي ڊي ۾ گرمي گهربل آهي

حل:

عمل A کان B ۾، برف جي گرمي پد کي -5 ^o C کان 0 ^o C تائين وڌائڻ لاءِ گرمي استعمال ڪئي ويندي آهي. گرمي جو حساب هن مساوات کي استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي: Q = mc ΔT، جتي Q = گرمي، m = برف جو ماس، c = برف لاءِ مخصوص گرمي، ΔT = -5 ^o C کان 0 ^o C تائين گرمي پد ۾ تبديلي.

عمل B کان C ۾، گرمي استعمال ڪئي ويندي آهي ته جيئن سڄي برف کي پاڻي ۾ ڳاري سگهجي. هن عمل ۾، گرمي پد تبديل نه ٿيندو آهي. گرمي جو حساب هن مساوات کي استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي: Q = m L _F ، جتي Q = گرمي، m = برف جو ماس، L _F = برف جي فيوزن جي پوشيده گرمي.

C کان D جي عمل ۾، پاڻي جي گرمي پد کي 0 ^o C کان 60 ^{o C تائين وڌائڻ لاءِ گرمي استعمال ڪئي ويندي آهي. گرمي جو حساب هن مساوات کي استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي: Q = mc ΔT، جتي Q = گرمي، m = پاڻي جو ماس، c = پاڻي جي مخصوص گرمي، ΔT = 0 o} C کان 60 ^o C تائين گرمي پد ۾ تبديلي.

عمل C کان D تائين گهربل گرمي:

ق = ايم سي Δ ٽي = (50 گرام) (1 ڪيلي/گرام ^o سي) (60 ^o سي-0 ^o سي) = (50) (1) (60) ڪيلي = 3000 ڪيلي

6. جيڪڏهن برف جو وزن 1 ڪلوگرام آهي، برف جي مخصوص گرمي 2100 J/kg ^o C آهي، برف جي فيوزن جي پوشيده گرمي 336,000 J/kg آهي ۽ پاڻي جي مخصوص گرمي 4200 J/kg ^o C آهي، ته پوءِ عمل PQR ۾ گهربل گرمي جو تعين ڪريو.

ڄاتل سڃاتل:

برف جو وزن = 1 ڪلوگرام

برف جي ميلاپ جي پوشيده گرمي (L _F ) = 336,000 J/kg

برف جي مخصوص گرمي (c برف) = 2,100 J/kg ^o C

پاڻيءَ جي مخصوص گرمي (c پاڻي) = 4,200 J/kg ^o C

گهربل: پروسيس PQR ۾ گهربل گرمي

حل:

P کان Q جي عمل ۾، برف جي گرمي پد کي -5 ^o C کان 0 ^o C تائين وڌائڻ لاءِ گرمي استعمال ڪئي ويندي آهي. گرمي جو حساب هن مساوات کي استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي: Q = mc ΔT، جتي Q = گرمي ، m = برف جو ماس ، c = برف جي مخصوص گرمي، ΔT = -5 ^o C کان 0 ^o C تائين گرمي پد ۾ تبديلي .

عمل P کان Q تائين گهربل گرمي:

ق = ايم سي Δ ٽي = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 جولس

Q کان R جي عمل ۾، سڄي برف کي پاڻي ۾ ڳرڻ لاءِ گهربل گرمي. هن عمل ۾، گرمي پد تبديل نه ٿيندو آهي. گرمي جو حساب هن مساوات کي استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي: Q = m L _F ، جتي Q = گرمي ، m = برف جو ماس ، L _F = برف جي فيوزن جي پوشيده گرمي.

پروسيس Q کان R تائين گهربل گرمي:

Q = m L _F = (1) (336,000) = 336,000 Joules

ڪُل گرمي:

10,500 + 336,000 = 346,500 جول

1. لڪل گرمي ڇا آهي؟
   • جواب: لڪل گرمي اها گرمي توانائي آهي جيڪا ڪنهن به مادي جي مرحلي کي ان جي گرمي پد کي تبديل ڪرڻ کان سواءِ تبديل ڪرڻ لاءِ گهربل هوندي آهي. اها توانائي جي نمائندگي ڪري ٿي جيڪا مرحلن جي تبديلين دوران انٽر ماليڪيولر بانڊ کي ٽوڙڻ يا ٺاهڻ لاءِ گهربل هوندي آهي.
2. مرحلي جي تبديلي دوران گرمي پد ڇو مستقل رهي ٿو؟
   • جواب: مرحلي جي تبديلي دوران، فراهم ڪيل يا هٽايل سموري گرمي توانائي مادي جي مرحلي کي تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي. هي توانائي مادي جي حرڪي توانائي يا گرمي پد کي وڌائڻ لاءِ نه پر انٽر ماليڪيولر بانڊز کي ٽوڙڻ يا ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي.
3. فيوزن جي پوشيده گرمي ۽ بخارات جي پوشيده گرمي ۾ ڇا فرق آهي؟
   • جواب: فيوزن جي پوشيده گرمي ان گرمي توانائي کي ظاهر ڪري ٿي جيڪا ڪنهن مادي کي ان جي پگھلڻ واري نقطي تي مضبوط کان مائع (يا ان جي برعڪس) ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ گهربل هجي. بخارات جي پوشيده گرمي ان گرمي توانائي کي ظاهر ڪري ٿي جيڪا ڪنهن مادي کي ان جي ابلڻ واري نقطي تي مائع کان گئس (يا ان جي برعڪس) ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ گهربل هجي.
4. جڏهن اسان هوا جي ڏينهن تي سوئمنگ پول مان نڪرندا آهيون ته اسان کي ٿڌو ڇو محسوس ٿيندو آهي، جيتوڻيڪ هوا جو گرمي پد گرم هجي؟
   • جواب: جيئن پاڻي اسان جي چمڙي مان بخارات بڻجي ٿو، اهو مائع کان بخارات ۾ تبديليءَ جي مرحلي مان گذرندو آهي. هن عمل لاءِ توانائي جي ضرورت هوندي آهي، جيڪا اسان جي چمڙي مان گرمي جي صورت ۾ ورتي ويندي آهي، جنهن جي ڪري اسان جي چمڙي ٿڌي محسوس ٿيندي آهي.
5. 100 ڊگري سينٽي گريڊ تي ٻاڦ 100 ڊگري سينٽي گريڊ تي اُبلندڙ پاڻيءَ کان وڌيڪ خطرناڪ ڇو آهي؟
   • جواب: ٻاڦ ۾ اُبلندڙ پاڻيءَ کان وڌيڪ توانائي هوندي آهي ڇاڪاڻ ته ان پاڻيءَ کان ٻاڦ ۾ تبديلي جي مرحلي دوران بخارات جي پوشيده گرمي جذب ڪئي هوندي آهي. جڏهن ٻاڦ چمڙي تي ڳري ويندي آهي، ته اها اضافي توانائي خارج ڪري ٿي، جنهن جي ڪري اُبلندڙ پاڻيءَ کان وڌيڪ سخت جلن ٿيندي آهي.
6. برف ۾ لوڻ شامل ڪرڻ سان ان جي پگھلڻ واري نقطي کي ڪيئن گهٽجي ٿو؟
   • جواب: لوڻ شامل ڪرڻ سان برف ۽ پاڻي جي ميلاپ جي پگھلڻ ۽ منجمد ٿيڻ جي وچ ۾ توازن خراب ٿئي ٿو. ان جي ڪري معمول کان گهٽ درجه حرارت تي وڌيڪ برف پگھلندي آهي، جنهن سان مرکب جي منجمد نقطي کي مؤثر طريقي سان گهٽجي ويندو آهي.
7. گرم ڏينهن تي پسڻ جسم کي ٿڌو ڪرڻ ۾ ڇو مدد ڪندو آهي؟
   • جواب: پگهر، جڏهن چمڙي مان بخارات بڻجي ويندو آهي، ته مائع کان گئس ۾ تبديليءَ جي مرحلي مان گذرندو آهي. هن بخارات جي عمل لاءِ توانائي جي ضرورت هوندي آهي، جيڪا چمڙي مان ورتي ويندي آهي، ان ڪري ان کي ٿڌو ڪيو ويندو آهي.
8. مرحلن جي تبديلين جي حوالي سان سبليميشن ڇا آهي؟
   • جواب: سبليميشن مائع مرحلي مان گذرڻ کان سواءِ هڪ ٺوس کان گئس ۾ سڌي مرحلي جي تبديلي آهي. هڪ عام مثال خشڪ برف (ٺوس ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ) جو سڌو سنئون ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ گئس ۾ منتقل ٿيڻ آهي.
9. برف کي پگھلائڻ لاءِ گرمي توانائي ڇو گهربل آهي جيتوڻيڪ گرمي پد 0 ° C تي رهي ٿو؟
   • جواب: گرمي توانائي برف کي ان جي مضبوط بناوت ۾ رکڻ وارن بين ماليڪيولر بانڊن کي ٽوڙڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي. هڪ ڀيرو اهي بانڊ ٽٽي ويندا آهن، برف مائع مرحلي ۾ منتقل ٿي ويندي آهي، جيتوڻيڪ گرمي پد ۾ ڪا به تبديلي نه ايندي آهي.
10. دٻاءُ مائع جي ابلندڙ نقطي کي ڪيئن متاثر ڪري ٿو؟

• جواب: عام طور تي، ٻاهرين دٻاءُ وڌائڻ سان مائع جو ٽهڪندڙ نقطو وڌي ٿو، جڏهن ته دٻاءُ گهٽائڻ سان ٽهڪندڙ نقطو گهٽجي ٿو. اهو ئي سبب آهي جو پاڻي 100 درجا سينٽي گريڊ کان گهٽ گرمي پد تي اوچائي تي اُبلندو آهي، جتي هوا جو دٻاءُ گهٽ هوندو آهي.