කළු මූලධර්ම උදාහරණ ප්‍රශ්න

කළුගේ මූලධර්ම ප්‍රශ්න සඳහා උදාහරණ 15ක්

1. 0,2 kg ස්කන්ධයක් සහිත අයිස්, 0,2 kg ස්කන්ධයක් සහිත උණුසුම් තේ සමඟ මිශ්‍ර කරනු ලැබේ. අයිස්වල උෂ්ණත්වය = – 10 ^o C, උණුසුම් තේවල උෂ්ණත්වය = 40 ^o C. අයිස්වල නිශ්චිත තාපය = 2100 J/kg C ^o , ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 4200 J/kg C ^o , ජලයේ විලයනයේ තාපය = 334.000 J/kg. අයිස් සහ උණුසුම් තේ හුදකලා සංවෘත පද්ධතියක මිශ්‍ර කර ඇත්නම්, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය තීරණය කරන්න.

සාකච්ඡා
ඩිකෙටාහුයි :
අයිස් ස්කන්ධය (මීටර් -1) = 0,2 kg
උණුසුම් තේ වතුරේ ස්කන්ධය (m තේ) = 0,2 kg
ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c ජලය) = 4180 J/kg C^o
අයිස්වල නිශ්චිත තාපය (c es) = 2100 J/kg C^o
ජල විලයන තාපය (L)_f ජලය) = 334.000 J/kg
අයිස් උෂ්ණත්වය (T es) = -10^oC
උණුසුම් තේ ජල උෂ්ණත්වය (T තේ) = 40^oC
ඇසුවා : මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය (T මිශ්‍රණය) ?
ජවාබ් :
පළමු පියවර, අවසාන තත්ත්වය තක්සේරු කරන්න.
උණුසුම් තේ කිලෝග්‍රෑම් 0,2 ක උෂ්ණත්වය 40 සිට අඩු කිරීම සඳහා ජලය මගින් මුදා හැරිය යුතු තාපය^oසී සිට 0 දක්වා^oඇ:
අයිස් කිලෝග්‍රෑම් 0,2 ක් මගින් අවශෝෂණය කර ගන්නා තාපය එහි උෂ්ණත්වය -10 සිට ඉහළ නංවයි.^oසී සිට 0 දක්වා^oඇ:
අයිස් කිලෝග්‍රෑම් 0,2 ක් උණු කිරීම සඳහා අවශෝෂණය කරන ලද තාපය (සියලුම අයිස් ජලය බවට පත් කිරීමට අවශ්‍ය තාපය):
ඉහත ගණනය කිරීම් මත පදනම්ව, පහත ප්‍රතිඵල ලබා ගන්නා ලදී:
Q මුදා හැරීම = 33,444 kJ
ලැබුණු Q = 4,2 kJ
Q ද්‍රවාංකය = 66,8 kJ

උණුසුම් තේ වලින් 33,44 kJ තාපයක් නිකුත් කරන විට, උණුසුම් තේ වල උෂ්ණත්වය 40oC සිට 0oC දක්වා වෙනස් වේ. මුදා හරින ලද තාපයෙන් කොටසක් (4,2 kJ පමණ) අයිස්වල උෂ්ණත්වය -10oC සිට 0oC ^{දක්වා ඉහළ නැංවීමට යොදා ගනී .} 33,44 kJ – 4,2 kJ = 29,24 kJ. සියලුම අයිස් ජලයට උණු කිරීම සඳහා 66,8 kJ තාපයක් අවශ්‍ය වේ. ඉතිරි තාපය 29,24 kJ වේ.

උණුසුම් තේ මගින් නිකුත් කරන තාපය භාවිතා කරනු ලබන්නේ අයිස්වල උෂ්ණත්වය -10 ^° C සිට 0 ° C දක්වා ^ඉහළ නැංවීමට සහ සමහර අයිස් දිය කිරීමට පමණක් බව නිගමනය කළ හැකිය. සමහර අයිස් ජලය බවට පත් වී ඇති අතර සමහරක් එසේ නොවේ. ඝන සිට ද්‍රව දක්වා වෙනස් වීමේ ක්‍රියාවලියේදී උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවේ. එබැවින්, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය 0 ^° C වේ.

2. උණු තේ ස්කන්ධය = 0,4 kg, අයිස් ස්කන්ධය = 0,2 kg, අයිස් කැටවල උෂ්ණත්වය = -10^oC, උණු තේ උෂ්ණත්වය = 90^oC. දෙකම මිශ්‍ර වී ඇත්නම්, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය කුමක්ද?
සාකච්ඡා
පළමු පියවර: අවසාන තත්ත්වය තක්සේරු කරන්න
උණු තේ වතුර කිලෝග්‍රෑම් 0,4 ක උෂ්ණත්වය 90 සිට අඩු කිරීම සඳහා ජලය මගින් මුදා හැරිය යුතු තාපය^oසී සිට 0 දක්වා^oඇ:
අයිස් කිලෝග්‍රෑම් 0,2 ක් මගින් එහි උෂ්ණත්වය -10 සිට ඉහළ නැංවීමට ලැබෙන තාපය^oසී සිට 0 දක්වා^oඇ:
අයිස් කිලෝග්‍රෑම් 0,2 ක් උණු කිරීමට අවශ්‍ය තාපය (සියලුම අයිස් ජලය බවට පත් කිරීමට අවශ්‍ය තාපය):
ඉහත ගණනය කිරීම් මත පදනම්ව, පහත ප්‍රතිඵල ලබා ගන්නා ලදී:
Q මුදා හැරීම = 150,48 kJ
ලැබුණු Q = 4,2 kJ
Q ද්‍රවාංකය = 66,8 kJ
උණුසුම් තේ වලින් 150,48 kJ තාපයක් නිකුත් වන විට, උණුසුම් තේ වල උෂ්ණත්වය 90oC සිට 0oC දක්වා වෙනස් වේ. මුදා හරින ලද තාපයෙන් කොටසක් (4,2 J) අයිස්වල උෂ්ණත්වය -10 oC සිට 0oC දක්වා ඉහළ නැංවීමට යොදා ගනී. 150,48 kJ – 4,8 kJ = 146,28 kJ. ඉතිරි තාපය = 146,28 kJ.
සියලුම අයිස් ජලයට දිය කිරීමට අවශ්‍ය තාපය 66,8 kJ පමණි. 146,28 kJ – 66,8 kJ = 79,48 kJ. උණුසුම් තේ වලට එහි උෂ්ණත්වය 0 දක්වා පහත වැටෙන තුරු එහි සියලු තාපය මුදා හැරීමට අවශ්‍ය නොවේ.^oC. නිගමනයක් ලෙස, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය 0 ට වඩා වැඩි විය යුතුය.^oC.

දෙවන පියවර: අවසාන උෂ්ණත්වය (T) තීරණය කරන්න
අයිස්වල උෂ්ණත්වය -10 සිට ඉහළ නැංවීමට අවශ්‍ය තාපය^oසී සිට 0 දක්වා^oC යනු 4200 J වේ.
සියලුම අයිස් ජලයට උණු කිරීමට අවශ්‍ය තාපය (ගුප්ත තාපය) = 66.800 J
ජලයේ උෂ්ණත්වය (සියලුම අයිස් දියවීමෙන් ඇතිවන ජලය) 0 සිට ඉහළ නැංවීමට අවශ්‍ය තාපය^oC සිට T දක්වා^oC = (අයිස් ස්කන්ධය)(ජලයේ නිශ්චිත තාපය)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
උණුසුම් තේ මගින් නිකුත් කරන තාපය, එහි උෂ්ණත්වය 90oC සිට T දක්වා අඩු කිරීමට = (ජලයේ ඝනත්වය)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150.480 – 1672 T

 

^{3. 90 o} C උෂ්ණත්වයකදී (ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 1 cal.g ^-1 . ^o C ^{-1 ) ජලය ග්‍රෑම් 60 ක් 25 o} C උෂ්ණත්වයකදී සමාන ජලය ග්‍රෑම් 40 ක් සමඟ මිශ්‍ර කරනු ලැබේ. මෙම ක්‍රියාවලියට බලපාන වෙනත් සාධක නොමැති නම්, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය...

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

සාකච්ඡා
ඩිකෙටාහුයි :
ජල ස්කන්ධය 1 (මීටර්₁) = ග්‍රෑම් 60 යි
ජල උෂ්ණත්වය 1 (T₁) = 90^oC
ජල ස්කන්ධය 2 (මීටර්₂) = ග්‍රෑම් 40 යි
ජල උෂ්ණත්වය 2 (T₂) = 25^oC
නිශ්චිත තාපය ජලය (c) = කැලරි 1^-1.^oC^-1
ඇසුවා : උෂ්ණත්වය අවසන් මිශ්‍රණය
ජවාබ් :
ඉහළ උෂ්ණත්ව ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q මුදා හරින) = අඩු උෂ්ණත්ව ජලයෙන් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q අවශෝෂණය කරන)
m₁ c (ΔT) = m₂ ඇ (ΔT)
(60)(1)(90 – ටී) = (40)(1)(ටී – 25)
(60)(90 – ටී) = (40)(ටී – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40T + 60T
6400 = 100T
ටී = 6400/100
ටී = 64^oC
නිවැරදි පිළිතුර D වේ.

4. ඇලුමිනියම් කැබැල්ලක ස්කන්ධය ග්‍රෑම් 500 ක් වන අතර උෂ්ණත්වය 30 කි. ^oග්‍රෑම් 200 ක ස්කන්ධයක් සහ අංශක 90 ක උෂ්ණත්වයක් සහිත ජලය අඩංගු භාජනයකට C දමනු ලැබේ. ^oC. ඇලුමිනියම්වල නිශ්චිත තාපය 0,22 cal/g C බව දන්නේ නම්^o සහ ජලයේ නිශ්චිත තාපය 1 cal/g C වේ.^o, එවිට ජලයේ සහ ඇලුමිනියම්වල අවසාන උෂ්ණත්වය...
A. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
C. 68,7 ^oC
D. 80,5 ^oC
ඊ 100 ^oC
සාකච්ඡාව :
ඇලුමිනියම් වල නිශ්චිත තාපය සහ ජලයේ නිශ්චිත තාපය cal/g C වලින් ප්‍රකාශ වන බැවින් ස්කන්ධ ඒකකය වන ග්‍රෑම් (g) කිලෝග්‍රෑම් (kg) බවට පරිවර්තනය කිරීම අවශ්‍ය නොවේ.^o.
ඩිකෙටාහුයි :
m ඇලුමිනියම් = ග්‍රෑම් 500 යි
c ඇලුමිනියම් = 0,22 cal/gC^o
ටී ඇලුමිනියම් = 30 ^oC
m ජලය = ග්‍රෑම් 200 යි
ජලය = 1 කැලරි/gC^o
ටී ජලය = 90 ^oC
ඇසුවා :
ජලය සහ ඇලුමිනියම් වල අවසාන උෂ්ණත්වය (T)?
ජවාබ් :

තාප සූත්‍රය : Q = (m)(c)(ඩෙල්ටා T)

Q ජලය = = (ග්‍රෑම් 200)(1 කැලරි/gC^o)(90) (12) ^oසී - ටී)
Q ඇලුමිනියම් = (ග්‍රෑම් 500)(0,22 cal/gC^o)(ටී– 30 ^oC)

බ්ලැක්ගේ මූලික සූත්‍රය : Q _{මුදා හැරීම} = Q _{අවශෝෂණය}

ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය ඉහළයි (90 ^oC) ජලය තාපය මුදා හරින පරිදි, ඇලුමිනියම් අඩු ආරම්භක උෂ්ණත්වයක් ඇත (30 ^oC) ඇලුමිනියම් තාපය අවශෝෂණය කරන පරිදි. ජලය සහ ඇලුමිනියම් මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වයට වඩා අඩු විය යුතු අතර ඇලුමිනියම්වල ආරම්භක උෂ්ණත්වයට වඩා වැඩි විය යුතුය.
(ග්‍රෑම් 200)(1 කැලරි/gC^o)(90) (12) ^oC – T) = (ග්‍රෑම් 500)(0,22 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o)(ටී– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90-T) = (110)(T-30)
18000 – 200 ට = 110 ට – 3300
18000 + 3300 = ට 110 + ට 200
21300 = ට 310
ටී = 68,7 ^oC
ජලය සහ ඇලුමිනියම් සංයෝජනයේ අවසාන උෂ්ණත්වය 68,7 කි. ^oC.
නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

5. 80 ක උෂ්ණත්වයකදී ග්‍රෑම් 300 ක ස්කන්ධයක් සහිත ලෝහ කැබැල්ලක් ^oC ග්‍රෑම් 200 ක් වතුරේ 40% ට ගිල්වා ඇත. ^oC. ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 1 cal/g C^oලෝහ හා ජල මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය 50 නම්^o C සහ භාජනය තාපය අවශෝෂණය නොකරන්නේ නම්, ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය…
අ. 0,15 කැලරි/ග්‍රෑම් සී^o
B. 0,22 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o
සී. 1,50 කැලරි/ග්‍රෑම් සී^o
ඩී. 4,8 කැලරි/ග්‍රෑම් සී^o
ඊ. 7,2 කැලරි/ග්‍රෑම් සී^o
සාකච්ඡාව :
ඩිකෙටාහුයි :
m ලෝහ = ග්‍රෑම් 300
ටී ලෝහය = 80 ^oC
m ජලය = ග්‍රෑම් 200 යි
ටී ජලය = 40 ^oC
c ජලය = 1 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o
T අවසාන ලෝහ හා ජලය මිශ්‍රණය = 50 ^oC
ඇසුවා :
සී ලෝහ?
ජවාබ් :
Q ලෝහය = (m)(c)(ඩෙල්ටා T) = (ග්‍රෑම් 300)(c ලෝහය)(80^oසී - 50^oC) = (ග්‍රෑම් 300)(c ලෝහ)(30 C^o)
Q ජලය = (m)(c)(ඩෙල්ටා T) = (ග්‍රෑම් 200)(1 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o)(60) (12)^oසී - 50^oC) = (ග්‍රෑම් 200)(1 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o)(10 සී^o)

බ්ලැක්ගේ මූලික සූත්‍රය : Q _{මුදා හැරීම} = Q _{අවශෝෂණය}

ලෝහයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය ඉහළයි (80 ^oC) ලෝහය තාපය මුදා හරින පරිදි, ජලයට අඩු ආරම්භක උෂ්ණත්වයක් ඇත (40 ^oC) ජලය තාපය අවශෝෂණය කර ගැනීම සඳහා.
(ග්‍රෑම් 300)(c ලෝහ)(30 C^o) = (ග්‍රෑම් 200)(1 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o)(10 සී^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000 ඇ = 2000
ඇ = 2000 / 9000
c = 0,22 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o
ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය 0,22 cal/g C වේ.^o.
නිවැරදි පිළිතුර B වේ.

6. සමාන බෝල දෙකකට සමාන උෂ්ණත්වයක් 40 කි. ^oC, බෝල දෙකෙහි ස්කන්ධ පිළිවෙලින් ග්‍රෑම් 10 සහ ග්‍රෑම් 40 කි. බෝල දෙකම තරලයක තබා ඇති අතර එමඟින් බෝල දෙකෙහිම උෂ්ණත්වය 60 දක්වා ඉහළ යයි.^oC. බෝලයේ නිශ්චිත තාපය 2 cal/gr C නම්^o සහ කැලරි 1 = ජූල් 4,2, එවිට එක් එක් බෝලය මගින් අවශෝෂණය කරන තාපයේ වෙනස වන්නේ...
අ. 5,04 x 10³ ජූල්
ආ. 7,50 x 10³ ජූල්
සී. 10,6 x 10³ ජූල්
ඩී. 40 x 10³ ජූල්
ඊ. 42 x 10³ ජූල්
සාකච්ඡාව :
ඩිකෙටාහුයි :
m₁ = 10 ග්රෑම්
m₂ = 40 ග්රෑම්
T₁ = ටී₂ = 40 ^oC
T _{අකීර්} = 60 ^oC
c බෝලය = 2 කැලරි/ග්‍රෑම් C^o
ඇසුවා :
එක් එක් බෝලය මගින් අවශෝෂණය කරන තාපයේ වෙනස කුමක්ද?
ජවාබ් :
බෝල දෙකම තාපය අවශෝෂණය කර ගත යුතු නිසා බෝල දෙකෙහිම උෂ්ණත්වය වැඩි වේ.
Q₁ = (ග්‍රෑම් 10)(කැලරි 2/ග්‍රෑම් C^o)(60) (12)^oසී–40^oC) = (ග්‍රෑම් 10)(කැලරි 2/ග්‍රෑම් C^o)(20 සී^o) = 400 cal = (400)(4,2 J) = 1680 ජූල්
Q₂ = (ග්‍රෑම් 40)(කැලරි 2/ග්‍රෑම් C^o)(60) (12)^oසී–40^oC) = (ග්‍රෑම් 40)(කැලරි 2/ග්‍රෑම් C^o)(20 සී^o) = 1600 cal = (1600)(4,2 J) = 6720 ජූල්
එක් එක් බෝලය මගින් අවශෝෂණය කරන තාපයේ වෙනස:
6720 J – 1680 J = 5040 J = 5,04 x 10³ J
නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

7. 30°C උෂ්ණත්වයකදී ග්‍රෑම් 200 ක ස්කන්ධයක් සහිත ජලය ග්‍රෑම් 100 ක ස්කන්ධයක් සහ 90°C උෂ්ණත්වයක් සහිත උතුරන වතුර සමඟ මිශ්‍ර කරනු ලැබේ. (ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 1 cal.gram ^-1 °C ^-1 ). තාප සමතුලිතතාවයේ දී මිශ්‍ර ජලයේ උෂ්ණත්වය ....

අ. 10°C

ආ. 30°C

සී. 50°C

ආ. 75°C

නැගෙනහිර 150°C

සාකච්ඡා

එය දන්නා කරුණකි :

ජල ස්කන්ධය 1 (m ₁ ) = ග්‍රෑම් 200

ජල උෂ්ණත්වය 1 (T ₁ ) = 30 ^o C

ජල ස්කන්ධය 2 (m ₂ ) = ග්‍රෑම් 100

ජල උෂ්ණත්වය 2 (T ₂ ) = 90 ^o C

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c) = 1 cal.gram ⁻¹ °C ⁻¹

අසන ලද්දේ : මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය

පිළිතුර :

ඉහළ උෂ්ණත්ව ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q මුදා හරින) = අඩු උෂ්ණත්ව ජලයෙන් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q අවශෝෂණය කරන)

නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

8. 90 ^o C උෂ්ණත්වයකදී (ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 1 cal.g ^-1 . ^o C ^{-1 ) ජලය ග්‍රෑම් 60 ක් 25 o} C උෂ්ණත්වයකදී සමාන ජලය ග්‍රෑම් 40 ක් සමඟ මිශ්‍ර කරනු ලැබේ. මෙම ක්‍රියාවලියට බලපාන වෙනත් සාධක නොමැති නම්, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය...

අ. 15,4 ^o සී

ආ. 23,0 ^o සී

සී. 46,0 ^o සී

ඩී. 64,0 ^o සී

ඊ. 77,0 ^o සී

සාකච්ඡා

එය දන්නා කරුණකි :

ජල ස්කන්ධය 1 (m ₁ ) = ග්‍රෑම් 60

ජල උෂ්ණත්වය 1 (T ₁ ) = 90 ^o C

ජල ස්කන්ධය 2 (m ₂ ) = ග්‍රෑම් 40

ජල උෂ්ණත්වය 2 (T ₂ ) = 25 ^o C

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c) = 1 කැලරි.g ^-1 . ^o C ^-1

අසන ලද්දේ : මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය

පිළිතුර :

ඉහළ උෂ්ණත්ව ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q මුදා හරින) = අඩු උෂ්ණත්ව ජලයෙන් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q අවශෝෂණය කරන)

නිවැරදි පිළිතුර D වේ.

9. 0 ^o C උෂ්ණත්වයකදී M ග්‍රෑම් ස්කන්ධයක් සහිත අයිස් , 20 ^o C උෂ්ණත්වයකදී ග්‍රෑම් 340 ක ස්කන්ධයක් සහිත ජලයට දමනු ලබන අතර එය විශේෂ භාජනයක තබා ඇත. භාජනය තාපය අවශෝෂණය/නිදහස් නොකරයි යැයි උපකල්පනය කරන්න. L _{අයිස්} = 80 cal g ^-1 , c _ජලය = 1 cal g ^{-1 o} C ^{-1 , සියලුම අයිස් දිය වී 5 o} C උෂ්ණත්වයකදී තාප සමතුලිතතාවයට ළඟා වේ , එවිට අයිස් ස්කන්ධය (M)...

අ. ග්‍රෑම් 60

ආ. ග්‍රෑම් 68

ඇ. ග්‍රෑම් 75

ඩී. ග්‍රෑම් 80

ඊ. ග්‍රෑම් 170 යි

සාකච්ඡා

එය දන්නා කරුණකි :

ජල ස්කන්ධය (m) = 340 ග්‍රෑම්

අයිස් උෂ්ණත්වය (T _es ) = 0 ^o C

ජල උෂ්ණත්වය (T _ජලය ) = 20 ^o C

තාප සමතුලිතතා උෂ්ණත්වය (T) = 5 ^o C

දියවන අයිස්වල තාපය (L _{අයිස්} ) = 80 කැලරි g ^-1

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c _ජලය ) = 1 කැලරි g ^{-1 o} C ^-1

ප්‍රශ්නය : අයිස් ස්කන්ධය (M)

පිළිතුර :

බ්ලැක්ගේ මූලධර්මය පවසන්නේ හුදකලා සංවෘත පද්ධතියක, ඉහළ උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් නිකුත් වන තාපය අඩු උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් අවශෝෂණය වන තාපයට සමාන බවයි.

ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q මුදා හරින) = අයිස් මගින් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q අවශෝෂණය කරන)

නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

කැටැටන්:

^{අයිස් 0 o} උෂ්ණත්වයක පවතින බව සඳහන් කළහොත් ජලය තවමත් ඝන ස්වරූපයෙන් පවතී. ජලය 0 ^o C උෂ්ණත්වයක පවතින බව සඳහන් කළහොත් ජලය ද්‍රව ස්වරූපයෙන් පවතී. අයිස් සහ ජලය යන වචන භාවිතය වෙන්කර හඳුනා ගන්න. ජලය තවමත් ඝන ස්වරූපයෙන් හෝ අයිස් ලෙස පවතින බැවින්, අවශෝෂණය කරන ලද තාපය මුලින්ම සියලු අයිස් ජලයට උණු කිරීමට භාවිතා කරයි, එබැවින් ඉහත සමීකරණයේ දකුණු පැත්තේ අයිස් දිය කිරීමට අවශ්‍ය තාප ප්‍රමාණය ගණනය කිරීම සඳහා සූත්‍රයක් එකතු කරනු ලැබේ (m _es L _es ). සියලුම අයිස් ජලයට දිය වූ පසු, අයිස්වල උෂ්ණත්වය 0 ^o C සිට 5 ^o C දක්වා ඉහළ නැංවීමට අමතර තාපය භාවිතා කරයි.

10. තඹ ලෝහයක් 100 ^o C උෂ්ණත්වයකදී ග්‍රෑම් 128 ක ස්කන්ධයක් සහ 30 ^o C උෂ්ණත්වයක් සහිත ජලයට දමනු ලැබේ . ජලයේ නිශ්චිත තාපය 1 cal.g ^-1o C ^-1 වන අතර තඹ වල නිශ්චිත තාපය 0,1 cal.g ^-1o C ^{-1 වේ. 36 o} C උෂ්ණත්වයකදී තාප සමතුලිතතාවය ඇති වුවහොත් , ලෝහයේ ස්කන්ධය ....

අ. ග්‍රෑම් 140

ආ. ග්‍රෑම් 120

ඇ. ග්‍රෑම් 100

ඩී. ග්‍රෑම් 80

ඊ. ග්‍රෑම් 75 යි

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

තඹ උෂ්ණත්වය (T ₁ ) = 100 ^o C

තඹ වල නිශ්චිත තාපය (c ₁ ) = 0,1 කැලරි.g ^-1o C ^-1

ජල ස්කන්ධය (m ₂ ) = ග්‍රෑම් 128

ජල උෂ්ණත්වය (T ₂ ) = 30 ^o C

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c ₂ ) = 1 කැලරි.g ^-1o C ^-1

තාප සමතුලිතතා උෂ්ණත්වය (T) = 36 ^o C

ප්‍රශ්නය: තඹ ස්කන්ධය (m ₁ )

පිළිතුර :

බ්ලැක්ගේ මූලධර්මය පවසන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් නිකුත් වන තාපය = අඩු උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් ලැබෙන තාපය බවයි.

නිවැරදි පිළිතුර B වේ.

11. ^80oC උෂ්ණත්වයකදී 1400 J.kg ^-1 C ^-1 නිශ්චිත තාපයක් සහිත කළු ඊයම් දණ්ඩ කිලෝග්‍රෑම් තුනක් 4200 J.kg ^-1 C ^-1 නිශ්චිත තාපයක් සහිත ජලය කිලෝග්‍රෑම් 10 ක ගිල්වනු ලැබේ . තාප සමතුලිතතාවය ඇති වූ පසු, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය 20oC වේ. ^ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය ....

අ. 20 ^o සී

ආ. 18 ^o සී

සී. 14 ^o සී

ඩී. 12 ^o සී

ඊ. 10 ^o සී

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

ඊයම් ස්කන්ධය (m ₁ ) = 3 kg

ටින් වල නිශ්චිත තාපය (c ₁ ) = 1400 J.kg ^-1 C ^-1

ටින් උෂ්ණත්වය (T ₁ ) = 80 ^o C

ජල ස්කන්ධය (m ₂ ) = 10 kg

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c ₂ ) = 4200 J.kg ^-1 C ^-1

තාප සමතුලිතතා උෂ්ණත්වය (T) = 20 ^o C

අවශ්‍යයි: ආරම්භක ජල උෂ්ණත්වය (T ₂ )

පිළිතුර :

නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

12. ග්‍රෑම් 50 කාසියක් 85 ^o C උෂ්ණත්වයකට රත් කර , පසුව 29,8 ^o C උෂ්ණත්වයකදී ජලය ග්‍රෑම් 50 ක් අඩංගු භාජනයක ගිල්වනු ලැබේ (ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 1 cal.g ^-1 . ^o C ^-1 ). පද්ධතියේ අවසාන උෂ්ණත්වය 37 ^o C නම් සහ භාජනය හරහා තාපයේ වෙනසක් සිදු නොවන බව උපකල්පනය කළහොත්, ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය...

A. 0,12 කැලරි.g ^-1 . ^o C ^-1

B. 0,30 කැලරි.g ^-1 . ^o C ^-1

සී. කැලරි 1,50 ග්රෑම් ^-1 . ^o සී ^-1

D. 4,8 කැලරි.g ^-1 . ^o C ^-1

E. 7,2 කැලරි.උදා ^{: -1} . ^o C ^-1

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

කාසියේ ස්කන්ධය (m) = ග්‍රෑම් 50

කාසියේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T ₁ ) = 85 ^o C

ජල ස්කන්ධය (m) = 50 ග්‍රෑම්

ආරම්භක ජල උෂ්ණත්වය (T ₂ ) = 29,8 ^o C

ජලයේ නිශ්චිත තාපය = කැලරි 1.g ^-1 . ^o C ^-1

අවසාන පද්ධති උෂ්ණත්වය (T) = 37 ^o C

ප්‍රශ්නය: ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය (c)

පිළිතුර :

බ්ලැක්ගේ මූලධර්මය පවසන්නේ මුදා හරින තාපය = අවශෝෂණය කරන තාපය බවයි. තාප සමතුලිතතාවයට ළඟා වන තෙක් කාසිය මගින් තාපය මුදා හරින අතර ජලය මගින් තාපය අවශෝෂණය කර ගනී.

සියලුම ඒකක ග්‍රෑම් වලින් ප්‍රකාශ කර ඇති බැවින් ඒකක පරිවර්තනය කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ.

Q _{මුදා හැරීම} = Q _{අවශෝෂණය කිරීම}

m _ලෝහ c ΔT = m _ජලය c ΔT

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

(50)(ඇ)(48) = (50)(7,2)

(50)(ඇ)(48) = (50)(7,2)

(ඇ)(48) = 7,2

ඇ = 7,2 / 48

c = කැලරි 0,15 ^-1 . ^o C ^-1

^{13. 100 o} C උෂ්ණත්වයකදී තඹ ලෝහයක් ග්‍රෑම් 128 ක ස්කන්ධයක් සහ 30 ^o C උෂ්ණත්වයක් සහිත ජලයට දමනු ලැබේ. ජලයේ නිශ්චිත තාපය 1 cal.g ^{-1 o} C ^-1 වන අතර තඹ වල නිශ්චිත තාපය 0,1 cal.g ^{-1 o} C ^{-1 වේ. 36 o} C උෂ්ණත්වයකදී තාප සමතුලිතතාවය ඇති වුවහොත් , ලෝහයේ ස්කන්ධය ....

අ. ග්‍රෑම් 140
ආ. ග්‍රෑම් 120
ඇ. ග්‍රෑම් 100
ඩී. ග්‍රෑම් 80
ඊ. ග්‍රෑම් 75 යි

සාකච්ඡා
දන්නා කරුණ නම්:
තඹ උෂ්ණත්වය (T₁) = 100 ^oC
තඹ වල නිශ්චිත තාපය (c₁) = කැලරි 0,1^{-1 o}C^-1

ජල ස්කන්ධය (මී₂) = ග්‍රෑම් 128 යි
ජල උෂ්ණත්වය (T₂) = 30 ^oC
ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c₂) = කැලරි 1^{-1 o}C^-1

තාප සමතුලිතතා උෂ්ණත්වය (T) = 36 ^oC
ප්‍රශ්නය: තඹ ස්කන්ධය (මී₁)
පිළිතුර :

බ්ලැක්ගේ මූලධර්මය පවසන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් නිකුත් වන තාපය = අඩු උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් ලැබෙන තාපය බවයි.
Q තඹ = Q ජලය
m₁ c₁ ΔT = එම්₂ c₂ .T
(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
තඹ ස්කන්ධය ග්‍රෑම් 120 කි.
නිවැරදි පිළිතුර B වේ.

^{14. 80oC} උෂ්ණත්වයකදී 1400 J.kg ^-1 C ^-1 නිශ්චිත තාපයක් සහිත කළු ඊයම් දණ්ඩ කිලෝග්‍රෑම් තුනක් 4200 J.kg ^-1 C ^-1 නිශ්චිත තාපයක් සහිත ජලය කිලෝග්‍රෑම් 10 ක ගිල්වනු ලැබේ . තාප සමතුලිතතාවය ඇති වූ පසු, මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය 20oC වේ. ^ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය ....

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

සාකච්ඡා
දන්නා කරුණ නම්:
ඊයම් ස්කන්ධය (මී₁) = 3 කිලෝග්‍රෑම්
ටින් වල නිශ්චිත තාපය (c₁) = 1400 ජූල්.කි.ග්‍රෑ.^-1 C^-1
ටින් උෂ්ණත්වය (T₁) = 80 ^oC

ජල ස්කන්ධය (මී₂) = 10 කිලෝග්‍රෑම්
ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c₂) = 4200 ජූල්.කි.ග්‍රෑ.^-1 C^-1

තාප සමතුලිතතා උෂ්ණත්වය (T) = 20 ^oC
අවශ්‍යයි: ආරම්භක ජල උෂ්ණත්වය (T₂)
පිළිතුර :
Q මුදා හැරීම = Q ලැබුණි
Q ටින් = Q ජලය
m₁ c₁ ΔT = එම්₂ c₂ .T
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(ටොන් 20)
252.000 = 840.000 – 42.000 ට
42.000 ටී = 840.000 – 252.000
42.000 ටී = 588.000
ටී = 588.000 / 42.000
ටී = 14
ආරම්භක ජල උෂ්ණත්වය 14 කි.^oC.
නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

^{15. 0 o} C උෂ්ණත්වයකදී M ග්‍රෑම් ස්කන්ධයක් සහිත අයිස් , 20 ^o C උෂ්ණත්වයකදී ග්‍රෑම් 340 ක ස්කන්ධයක් සහිත ජලයට දමනු ලබන අතර එය විශේෂ භාජනයක තබා ඇත. භාජනය තාපය අවශෝෂණය/නිදහස් නොකරයි යැයි උපකල්පනය කරන්න. L _{අයිස්} = 80 cal g ^-1 , c _ජලය = 1 cal g ^{-1 o} C ^-1 , සියලුම අයිස් දිය වී 5 ^{o C උෂ්ණත්වයකදී} තාප සමතුලිතතාවය ලබා ගනී , එවිට අයිස් ස්කන්ධය (M)...

අ. ග්‍රෑම් 60
ආ. ග්‍රෑම් 68
ඇ. ග්‍රෑම් 75
ඩී. ග්‍රෑම් 80
ඊ. ග්‍රෑම් 170 යි

සාකච්ඡා
ඩිකෙටාහුයි :
ජල ස්කන්ධය (m) = 340 ග්‍රෑම්
අයිස් උෂ්ණත්වය (T_es) = 0^oC
සුහු ජලය (ටී_{ගුවන්}) = 20^oC
තාප සමතුලිතතා උෂ්ණත්වය (T) = 5^oC
අයිස් විලයනයේ තාපය (L_es) = කැලරි 80 ග්රෑම්^-1
ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c_{ගුවන්}) = කැලරි 1 ග්රෑම්^{-1 o}C^-1
ඇසුවා : අයිස් ස්කන්ධය (M)
ජවාබ් :

කළු මූලධර්මය හුදකලා සංවෘත පද්ධතියක, ඉහළ උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් නිකුත් වන තාපය අඩු උෂ්ණත්ව වස්තුවකින් අවශෝෂණය වන තාපයට සමාන බව ප්‍රකාශ කරයි.
ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q මුදා හරින) = අයිස් මගින් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q අවශෝෂණය කරන)
m_{ගුවන්} c_{ගුවන්} (ටී) = එම්_es L_es + එම්_es c_{ගුවන්} (ටී)
(340)(1)(20-5) = එම් (80) + එම් (1)(5-0)
(340)(15) = මීටර් 80 + මීටර් 5
5100 = මිලියන 85
එම් = 5100/85
එම් = ග්‍රෑම් 60
නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

කැටැටන්:
අයිස් වල උෂ්ණත්වය 0 බව සඳහන් කළහොත්^o එවිට ජලය තවමත් ඝන ස්වරූපයෙන් පවතී. ජල උෂ්ණත්වය 0 බව සඳහන් කළහොත්^oC එවිට ජලය ද්‍රව ස්වරූපයෙන් පවතී. අයිස් සහ ජලය යන වචන භාවිතය වෙන්කර හඳුනා ගන්න. ජලය තවමත් ඝන හෝ අයිස් ස්වරූපයෙන් පවතින බැවින්, මුලින්ම අවශෝෂණය කරන ලද තාපය සියලු අයිස් ජලයට උණු කිරීමට භාවිතා කරයි, එබැවින් ඉහත සමීකරණයේ දකුණු පැත්තේ, අයිස් දිය කිරීමට අවශ්‍ය තාප ප්‍රමාණය ගණනය කිරීම සඳහා සූත්‍රයක් එකතු කරනු ලැබේ (m_es L_es). සියලුම අයිස් ජලය බවට දිය වූ පසු, අයිස්වල උෂ්ණත්වය 0 සිට ඉහළ නැංවීමට අමතර තාපයක් භාවිතා කෙරේ.^oC 5 බවට පත්වේ^oC.

ප්‍රශ්න මූලාශ්‍රය:

ජ්‍යෙෂ්ඨ උසස් පාසල/වෘත්තීය උසස් පාසල සඳහා ජාතික විභාග භෞතික විද්‍යා ප්‍රශ්න