කළු මූලධර්මය - ගැටළු සහ විසඳුම්

කළු මූලධර්මය - ගැටළු සහ විසඳුම්

1. 30°C දී ග්‍රෑම් 200 ජලය, 90°C දී ග්‍රෑම් 100 ජලය සමඟ මිශ්‍ර කර ඇත. නිශ්චිත තාපය ජලය = කැලරි ග්‍රෑම් 1 යි^-1° C^-1මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය තීරණය කරන්න!

දන්නා:

ජනරාල් ජලය 2 (මීටර්₁) = ග්‍රෑම් 200 යි

ජල උෂ්ණත්වය 1 (T₁) = 30^oC

ජල ස්කන්ධය 2 (මීටර්₂) = ග්‍රෑම් 100 යි

ජල උෂ්ණත්වය 2 (T₂) = 90^oC

ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c) = 1 කැලරි ග්‍රෑම්^-1° C^-1

අවශ්‍යයි: අවසාන උෂ්ණත්වය

විසඳුම:

තාපය හූටර් වෝටර් (Q) විසින් නිකුත් කරන ලදී₂) = සිසිල් ජලය මගින් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q₁)

m₂ c (ΔT) = m₁ ඇ (ΔT)

(100)(1)(90 – ටී) = (200)(1)(ටී – 30)

(100)(90 – ටී) = (200)(ටී – 30)

9000 – 100T = 200T – 6000

9000 + 6000 = 200T + 100T

15000 = 300T

ටී = 15000/300

ටී = 50^oC

2. 90 ට ග්‍රෑම් 60 යි^oC 25 ට ග්‍රෑම් 40 ජලය සමඟ මිශ්‍ර කර ඇත.^oC. මිශ්‍රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය කුමක්ද? ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය = 1 cal.g.^-1.^oC^-1.

දන්නා:

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

ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c) = 1 කැලරි.ග්‍රෑම්^-1.^oC^-1

අවශ්‍යයි: අවසාන උෂ්ණත්වය

විසඳුම:

හූටර් ජලයෙන් නිකුත් වන තාපය (Q₂) = සිසිල් ජලය මගින් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q₁)

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

3. 0 දී අයිස් M-ග්‍රෑම්^oC ග්‍රෑම් 340 ක ජලයේ 20 ට තබා ඇත.^oනිශ්චිත භාජනයක C. විලයනයෙහි ගුප්ත තාපය (L_{අයිස්}) = 80 කැලරි ග්රෑම්^-1, ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c_ජලය) = 1 කැලරි ග්රෑම්^{-1 o}C^-1. සියලුම අයිස් දිය වී තාප සමතුලිතතාවය = 5^oC. අයිස් ස්කන්ධය සොයන්න.

දන්නා:

ජල ස්කන්ධය (m) = ග්‍රෑම් 340

අයිස්වල උෂ්ණත්වය (T_{අයිස්}) = 0^oC

ජල උෂ්ණත්වය (T_ජලය) = 20^oC

තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය (T) = 5^oC

අයිස් සඳහා ගුප්ත විලයන තාපය (L)_{අයිස්}) = 80 කැලරි ග්රෑම්^-1

ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c_ජලය) = 1 කැලරි ග්රෑම්^{-1 o}C^-1

අවශ්‍යයි: අයිස් ස්කන්ධය (M)

විසඳුම:

ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q₂) = අයිස් මගින් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q₁)

m_ජලය c_ජලය (ΔT) = එම්_{අයිස්} L_{අයිස්} + එම්_{අයිස්} c_ජලය (ΔT)

(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

4. 100 ට තඹ කාසියක්^oC ජලය ග්‍රෑම් 128 ක 30 ක තැන්පත් කර ඇත. ^oC. ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය 1 cal.g වේ.^-1°C^-1 සහ තඹ සඳහා නිශ්චිත තාපය 0.1 cal.g වේ.^-1°C^-1තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය = 36 නම් ^oC, තඹ ස්කන්ධය කොපමණද?

දන්නා:

තඹ උෂ්ණත්වය (T₁) = 100 ^oC

තඹ සඳහා නිශ්චිත තාපය (c₁) = කැලරි 0.1^-1°C^-1

ජල ස්කන්ධය (මීටර්₂) = ග්‍රෑම් 128 යි

ජල උෂ්ණත්වය (T₂) = 30 ^oC

ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c₂) = කැලරි 1^-1°C^-1

තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය (T) = 36 ^oC

අවශ්‍යයි: තඹ ස්කන්ධය (m₁)

විසඳුම:

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 ග්රෑම්

5. ඊයම් සඳහා නිශ්චිත තාපයක් සහිත 3-kg ඊයම් 1400 J.kg වේ.^-1C^-1 80 හිදී^oජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය 4200 J.kg වන විට, C කිලෝග්‍රෑම් 10 ක ජලයක තබා ඇත.^-1C^-1තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය 20 කි.^oC. ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය කුමක්ද?

දන්නා:

ඊයම් ස්කන්ධය (මී₁) = 3 කිලෝග්‍රෑම්

ඊයම් සඳහා නිශ්චිත තාපය (c₁) = 1400 ජූල්.කි.ග්‍රෑ.^-1C^-1

ඊයම් උෂ්ණත්වය (T₁) = 80 ^oC

ජල ස්කන්ධය (මීටර්₂) = 10 කිලෝග්‍රෑම්

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c₂) = 4200 ජූල්.කි.ග්‍රෑ.^-1C^-1

තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය (T) = 20 ^oC

අවශ්‍යයි: ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₂)

විසඳුම:

Q මුදා හැරීම = Q අවශෝෂණය

Q ඊයම් = Q ජලය

m₁ c₁ ΔT = එම්₂ c₂ .T

(3)(1400)(80-20) = (10)(4200)(20-T)

(4200)(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

ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය 14 කි.^oC.

0 ට වතුර ග්‍රෑම් 6. 75 යි^oC ග්‍රෑම් 50 ජලය සමඟ මිශ්‍ර කළ විට මිශ්‍රණයේ උෂ්ණත්වය 40 °C වේ.^oC. ග්‍රෑම් 50 ක ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය කුමක්ද?

දන්නා:

ජල ස්කන්ධය 1 (මීටර්₁) = ග්‍රෑම් 75 යි

ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය 1 (T₁) = 0^oC

ජල ස්කන්ධය 2 (මීටර්₂) = ග්‍රෑම් 50 යි

මිශ්‍රණයේ උෂ්ණත්වය (T) = 40^oC

අවශ්‍යයි: ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය 2 (T₂)

විසඳුම:

හූටර් ජලයෙන් නිකුත් වන තාපය (Q_{නිකුත්වේ}) = සිසිල් ජලය මගින් අවශෝෂණය කරන තාපය (Q_{අවශෝෂණය කරයි})

m₁ ඇ (ΔT₁) = එම්₂ ඇ (ΔT₂)

m₁ (Δටී₁) = එම්₂ (Δටී₂)

(75)(40 – 0) = (50)(ටී₂ - 40)

(75)(40) = (50)(ටී₂ - 40)

3000 = ට 50₂ - 2000

3000 + 2000 = ට 50₂

5000 = ට 50₂

T₂ = 100 ^oC

7. ග්‍රෑම් 200 ලෝහය 120 දක්වා රත් කර ඇත^oC, පසුව 30 ට ග්‍රෑම් 100 ජලයේ තබා ඇත^oC. තාප සමතුලිතතාවයේ දී මිශ්‍රණයේ උෂ්ණත්වය 60 කි.^oC. ජලයේ නිශ්චිත තාපය 4200 J.kg නම්^{-1 පැය}C^-1, ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය කුමක්ද?

විසඳුම:

ස්කන්ධ ඒකක ග්‍රෑම් සිට කිලෝග්‍රෑම් දක්වා පරිවර්තනය කරන්න (ජාත්‍යන්තර ඒකක)

දන්නා:

ලෝහ ස්කන්ධය (m₁) = ග්‍රෑම් 200 = කිලෝග්‍රෑම් 0.2

ලෝහ උෂ්ණත්වය (T₁) = 120^oC

ජල ස්කන්ධය (මීටර්₂) = ග්‍රෑම් 100 = කිලෝග්‍රෑම් 0.1

ජල උෂ්ණත්වය (T₂) = 30^oC

මිශ්‍රණයේ උෂ්ණත්වය (T) = 60^oC

ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c₂) = 4200 ජූල්.කි.ග්‍රෑ.^{-1 පැය}C^-1

අවශ්‍යයි: ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය (c₁)

විසඳුම:

Q_{නිකුත්වේ} =Q_{අවශෝෂණය කරගන්න}

m₁ c₁ (Δටී₁) = එම්₂ c₂ (Δටී₂)

(0.2)(ඇ₁)(120 – 60) = (0.1)(4200)(60 – 30)

(0.2)(ඇ₁)(60) = (0.1)(4200)(30)

12 ඇ₁ = 12600

c₁ = 12600/12

c₁ = 1050

1. ප්රශ්නය: ජෝසප් බ්ලැක් කවුද? පිළිතුර: ජෝසප් බ්ලැක් 18 වන සියවසේ ස්කොට්ලන්ත වෛද්‍යවරයෙකු සහ රසායන විද්‍යාඥයෙකු වූ අතර, ගුප්ත තාපය, නිශ්චිත තාපය සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පිළිබඳ සොයාගැනීම් සඳහා ප්‍රසිද්ධය.

2. ප්රශ්නය: ගුප්ත තාපය යනු කුමක්ද? පිළිතුර: ගුප්ත තාපය යනු ද්‍රව්‍යයක් දියවීම හෝ තාපාංකය වැනි අදියර වෙනසක් අතරතුර එහි උෂ්ණත්වය වෙනස් නොකර අවශෝෂණය කරන ලද හෝ මුදා හරින ලද ශක්ති ප්‍රමාණයයි.

3. ප්රශ්නය: ගුප්ත තාපය සංවේදී තාපයෙන් වෙනස් වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: සංවේදී තාපය හේතුවෙන් ද්‍රව්‍යයක අවධි වෙනසක් සිදු නොවන අතර, ගුප්ත තාපය හේතුවෙන් උෂ්ණත්වයේ වෙනසක් සිදු නොවන අවධි වෙනසක් සිදු වේ.

4. ප්රශ්නය: තාප ගති විද්‍යාව අධ්‍යයනය කිරීමේදී බ්ලැක්ගේ ගුප්ත තාපය පිළිබඳ අත්හදා බැලීම්වලට තිබූ වැදගත්කම කුමක්ද? පිළිතුර: බ්ලැක්ගේ කෘතිය තාප ශක්තිය සහ එහි සංරක්ෂණය පිළිබඳ අත්තිවාරම් අවබෝධය තැබූ අතර, තාප ගති විද්‍යාවේ සහ කැලරිමිතියේ තවදුරටත් දියුණුව සඳහා මග පෑදීය.

5. ප්රශ්නය: 0°C දී අයිස් සහ 0°C දී ජලය වෙනස් තාප ශක්ති ප්‍රමාණවලින් යුක්ත වන්නේ ඇයි? පිළිතුර: 0°C දී අයිස්, 0°C දී ජලය බවට පත්වීම සඳහා විලයනයේ ගුප්ත තාපය අවශෝෂණය කර ගත යුතුය. මේ අනුව, මෙම අවශෝෂණය කරන ලද ගුප්ත තාපය හේතුවෙන් 0°C දී ජලයට එම උෂ්ණත්වයේ දී අයිස් වලට වඩා වැඩි තාප ශක්තියක් ඇත.

6. ප්රශ්නය: නිශ්චිත තාපය යනු කුමක්ද? පිළිතුර: නිශ්චිත තාපය යනු ද්‍රව්‍යයක ඒකක ස්කන්ධයක උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශකයකින් හෝ කෙල්වින් එකකින් ඉහළ නැංවීමට අවශ්‍ය තාප ශක්ති ප්‍රමාණයයි.

7. ප්රශ්නය: නිශ්චිත තාපය පිළිබඳ බ්ලැක්ගේ කාර්යය, ද්‍රව්‍යවල විවිධ තාප ධාරිතාවන් පිළිබඳ අවබෝධයට මඟ පෑදුවේ කෙසේද? පිළිතුර: විවිධ ද්‍රව්‍යවල සමාන ස්කන්ධවලට එකම උෂ්ණත්ව වෙනසක් ලබා ගැනීම සඳහා විවිධ තාප ප්‍රමාණ අවශ්‍ය බව බ්ලැක් සොයා ගත්තේය. මෙම නිරීක්ෂණය මගින් ද්‍රව්‍යවල නිශ්චිත තාප ධාරිතාව පිළිබඳ සංකල්පය හඳුන්වා දෙන ලදී.

8. ප්රශ්නය: කාලගුණ පද්ධතිවල ගුප්ත තාපය පිළිබඳ සංකල්පය ඉතා වැදගත් වන්නේ ඇයි? පිළිතුර: වාෂ්පීකරණය සහ ඝනීභවනය වැනි ජලයේ අවධි වෙනස්වීම් වලට සම්බන්ධ වන ශක්තිය නිසා කාලගුණ පද්ධතිවල ගුප්ත තාපය සැලකිය යුතු කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. මෙම ශක්ති හුවමාරුව උෂ්ණත්වය, වලාකුළු සෑදීම සහ කාලගුණ රටා වලට බලපායි.

9. ප්රශ්නය: ජෝසප් බ්ලැක් සිය අත්හදා බැලීම් වලදී තාප වෙනස්කම් මැනීමට භාවිතා කළ උපකරණය කුමක්ද? පිළිතුර: බ්ලැක් ඔහුගේ අත්හදා බැලීම් වලදී අවශෝෂණය කරන ලද හෝ මුදා හරින ලද තාප ප්‍රමාණය ප්‍රමාණනය කිරීම සඳහා තාප විපර්යාස මැනීම සඳහා උපකරණයක් වන සරල කැලරිමීටරයක් ​​භාවිතා කළේය.

10. ප්රශ්නය: බ්ලැක් විසින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සොයා ගැනීම (ඔහු එය "ස්ථාවර වාතය" ලෙස හැඳින්වූ) රසායන විද්‍යාවට දායක වූයේ කෙසේද? පිළිතුර: වායුගෝලීය වාතයෙන් වෙනස් වූ වෙනස් වායුවක් ලෙස කාබන් ඩයොක්සයිඩ් බ්ලැක් විසින් හඳුනා ගැනීම, වායු රසායන විද්‍යාවේ දියුණුවට ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කළ අතර වායූන් සම්බන්ධ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා අවබෝධ කර ගැනීමට මග පෑදීය.