گرمي ۽ مرحلي جي تبديلي - مسئلا ۽ حل

گرمي ۽ مرحلي جي تبديلي - مسئلا ۽ حل

1. گراف جي بنياد تي، ڇا آهي گرمي پروسيس سي ڊي دوران 5 ڪلوگرام پاڻي جذب ٿئي ٿو؟ مخصوص گرمي پاڻي = 4,200 ج/ڪلوگرام ^oC.

ڄاتل سڃاتل:

ماس (م) = 5 ڪلوگرام

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

شروعاتي گرمي پد (ٽي₁) = 0 ^oC

آخري گرمي پد (ٽي₂) = 10 ^oC

گرمي پد ۾ تبديلي (ΔT) = 10 ^oسي - 0 ^oسي = 10 ^oC

گهربل: گرمي (Q)

حل:

ق = ايم سي Δ ٽي = (5 ڪلوگرام) (4200 ج/ڪلوگرام) ^oسي) (10) ^oج) = (5) (4200 جي) (10) = (50) (4200 جي) = 210,000 جولس

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

ڄاتل سڃاتل:

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

مخصوص گرمي (c) = 2100 J/kg ^oC

برف لاءِ فيوزن جي گرمي (L)_F) = 336,000 ج/ڪلوگرام

ايس اي بسڪا: اي سي جي عمل دوران برف ذريعي جذب ٿيندڙ گرمي

حل:

AB جي عمل دوران، برف گرمي جذب ڪري ٿي ته جيئن ان جو گرمي پد -10 کان تبديل ٿئي.^oسي 0 تائين^oC.

ق = ايم سي Δ ٽي

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

Q₁ = 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 کي پاڻي ۾ ڳاري سگهجي. هن عمل ۾ صرف مرحلي ۾ تبديلي ايندي آهي ۽ گرمي پد ۾ ڪا به تبديلي نه ايندي آهي. برف ۽ پاڻي جو گرمي پد 0 رهي ٿو.^oC.

عمل دوران جذب ٿيل گرمي BC:

Q₂ = م ل_F = (0.2 ڪلوگرام) (336,000 ج/ڪلوگرام) = 67,200 جول

اي سي جي عمل دوران جذب ٿيندڙ گرمي:

سوال = سوال₁ +ق₂ = 4200 جول + 67,200 جول = 71,400 جول

3. هڪ 2 ڪلوگرام پاڻي کي گرم ڪيو ويندو آهي، ۽ پاڻي جي بخارات جي گرمي = 2.27 x 10⁶ ج/ڪلوگرام، پاڻيءَ جي مخصوص گرمي = 4,200 ج/ڪلوگرام ^oC ۽ هوا جو دٻاءُ 1 atm آهي، BC جي عمل دوران پاڻي پاران جذب ٿيندڙ گرمي ڪيتري آهي؟

ڄاتل سڃاتل:

وزن (ميٽر) = 2 ڪلوگرام

پاڻي جي بخارات جي گرمي (L)_V) = 2.27 x 10⁶ جي/ڪلو

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

گهربل: عمل دوران جذب ٿيل گرمي BC.

حل:

عمل AB ۾، پاڻي جي گرمي پد کي 60 کان وڌائڻ لاءِ گرمي جذب ڪئي ويندي آهي^oسي 100 تائين^oC.

ق = م ل_V = (2 ڪلوگرام)(2.27 x 10⁶ ج/ڪلوگرام) = 4.54 x 10⁶ جول = 4540 x 10³ جول = 4540 ڪلو جول

4. هيٺ ڏنل شڪل جي بنياد تي، جيڪڏهن برف جو مقدار 500 گرام آهي، ته مخصوص گرمي 2100 J/kg آهي. ^oC ۽ برف جي ميلاپ 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 ^oC

لڪل گرمي فيوزن جو (L_F) = 336,000 ج/ڪلوگرام

گهربل: گرمي

حل:

Pريسس PQ = برف جي گرمي پد کي -4 کان وڌائڻ لاءِ جذب ٿيل گرمي^oسي 0 تائين^oC

Pريسس 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 ج/ڪلوگرام) ^oسي) (0)^oسي-(-4)^oسي))

ق = (0.5 ڪلوگرام) (2100 ج/ڪلوگرام) ^oسي) (0)^oسي + 4^oC)

ق = (0.5 ڪلوگرام) (2100 ج/ڪلوگرام) ^oسي) (4)^oC)

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_F

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. -5 کان گرم ڪيل 50 گرام وزن واري برف^o60 تي پاڻي ۾ C^oج. جيڪڏهن برف جي فيوزن جي گرمي 80 ڪيلي/گرام آهي، ته برف جي مخصوص گرمي 0.5 ڪيلي/گرام آهي. ^oسي، پاڻي جي مخصوص گرمي 1 ڪيلي/گرام آهي ^oسي، پروسيس سي ڊي ۾ گهربل گرمي جو تعين ڪريو.

ڄاتل سڃاتل:

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

برف لاءِ فيوزن جي پوشيده گرمي (L_F) = 80 ڪيلي/گرام

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

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

ايس اي بسڪا: سي ڊي جي عمل ۾ گهربل گرمي

حل:

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

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 مقدار، L_F = برف جي ميلاپ جي پوشيده گرمي.

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

عمل C کان D تائين گهربل گرمي:

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

6. جيڪڏهن برف جو وزن 1 ڪلوگرام آهي، ته برف جي مخصوص گرمي 2100 J/kg آهي.^oسي، برف جي فيوزن جي پوشيده گرمي 336,000 J/kg آهي ۽ پاڻيءَ جي مخصوص گرمي 4200 J/kg آهي.^oC، 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 ج/ڪلوگرام

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

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

ايس اي بسڪا: پروسيس ۾ گهربل گرمي PQR

حل:

P کان Q جي عمل ۾، برف جي گرمي پد کي -5 کان وڌائڻ لاءِ گرمي استعمال ڪئي ويندي آهي.^oسي 0 تائين^oج. هن مساوات کي استعمال ڪندي گرمي جو حساب لڳايو ويو: Q = mc ΔT، جتي سوال = گرمي, m = مايو برف جو، سي = برف جي مخصوص گرمي، ΔT = کان گرمي پد ۾ تبديلي -5^oC جي طرف 0^oC.

عمل P کان Q تائين گهربل گرمي:

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

Q کان R تائين جي عمل ۾، سڄي برف کي پاڻي ۾ ڳرڻ لاءِ گهربل گرمي. هن عمل ۾، گرمي پد تبديل نه ٿيندو آهي. هن مساوات کي استعمال ڪندي گرمي جو حساب لڳايو ويو آهي: ق = م ل_F, جتي سوال = گرمي, m = مايو برف جو، ايل_F = برف جي ميلاپ جي پوشيده گرمي.

پروسيس Q کان R تائين گهربل گرمي:

ق = م ل_F = (1)(336,000) = 336,000 جول

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.