කළු මූලධර්මය - ගැටළු සහ විසඳුම්
1. 30°C දී ග්රෑම් 200 ජලය 90°C දී ග්රෑම් 100 ජලය සමඟ මිශ්ර කර ඇත. ජලයේ නිශ්චිත තාපය = 1 cal.gram −1 °C −1 . මිශ්රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය තීරණය කරන්න!
දන්නා:
ජල ස්කන්ධය 2 (මීටර් 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
ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c) = 1 cal.gram −1 °C −1
අවශ්යයි: අවසාන උෂ්ණත්වය
විසඳුම:
සිසිල් ජලයෙන් නිකුත් වන තාපය (Q 2 ) = සිසිල් ජලයෙන් අවශෝෂණය වන තාපය (Q 1 )
m 2 c (ΔT) = m 1 c (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 o සී
2. 90 o C දී ග්රෑම් 60 ක් 25 o C දී ග්රෑම් 40 ක් ජලය සමඟ මිශ්ර කර ඇත. මිශ්රණයේ අවසාන උෂ්ණත්වය කුමක්ද? ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය = 1 කැලරි.g -1 . o C -1.
දන්නා:
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
ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c) = 1 කැලරි.g -1 . o C -1
අවශ්යයි: අවසාන උෂ්ණත්වය
විසඳුම:
සිසිල් ජලයෙන් නිකුත් වන තාපය (Q 2 ) = සිසිල් ජලයෙන් අවශෝෂණය වන තාපය (Q 1 )
m 1 c (ΔT) = m 2 c (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 o සී
3. 0 o C උෂ්ණත්වයකදී M-ග්රෑම් අයිස්, 340-ග්රෑම් ජලයේ 20 o C උෂ්ණත්වයකදී නිශ්චිත භාජනයක තබා ඇත. විලයන තාපය (L අයිස් ) = 80 cal g -1 , ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c ජලය ) = 1 cal g -1 o C -1 . සියලුම අයිස් දියවන අතර තාප සමතුලිතතාවය = 5 o C. අයිස් ස්කන්ධය සොයන්න.
දන්නා:
ජල ස්කන්ධය (m) = ග්රෑම් 340
අයිස්වල උෂ්ණත්වය (T අයිස් ) = 0 o C
ජලයේ උෂ්ණත්වය (T ජලය ) = 20 o C
තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය (T) = 5 o C
අයිස් සඳහා ගුප්ත විලයන තාපය (L අයිස් ) = 80 කැලරි g -1
ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c ජලය ) = 1 කැලරි g -1 o C -1
අවශ්යයි: අයිස් ස්කන්ධය (M)
විසඳුම:
ජලයෙන් මුදා හරින තාපය (Q 2 ) = අයිස්වලින් අවශෝෂණය වන තාපය (Q 1 )
m ජලය c ජලය (ΔT) = m අයිස් L අයිස් + m 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 o C දී තඹ ද්රාවණයක් 30 o C දී ග්රෑම් 128 ක ජලයක තබා ඇත. ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය 1 cal.g -1o C -1 වන අතර තඹ සඳහා නිශ්චිත තාපය 0.1 cal.g -1o C -1 වේ . තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය = 36 o C නම්, තඹ ස්කන්ධය කුමක්ද?
දන්නා:
තඹ උෂ්ණත්වය (T 1 ) = 100 o C
තඹ සඳහා නිශ්චිත තාපය (c 1 ) = 0.1 cal.g -1o C -1
ජල ස්කන්ධය (m 2 ) = ග්රෑම් 128
ජල උෂ්ණත්වය (T 2 ) = 30 o C
ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය (c 2 ) = 1 කැලරි.g -1o C -1
තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය (T) = 36 o C
අවශ්යයි : තඹ ස්කන්ධය (m 1 )
විසඳුම:
Q තඹ = Q ජලය
m 1 c 1 ΔT = m 2 c 2 ΔT
(මීටර් 1 )(0.1)(100-36) = (128)(1)(36-30)
(මීටර් 1 )(0.1)(64) = (128)(1)(6)
(මීටර් 1 )(6.4) = 768
මීටර් 1 = 768 / 6.4
m 1 = ග්රෑම් 120
5. ඊයම් සඳහා නිශ්චිත තාපයක් සහිත කිලෝග්රෑම් 3 ක ඊයම් 80 o C දී 1400 J.kg -1 C -1 වන අතර ජලය සඳහා නිශ්චිත තාපය 4200 J.kg -1 C -1 වන කිලෝග්රෑම් 10 ක ජලයේ තබා ඇත . තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය 20 o C වේ. ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය කුමක්ද?
දන්නා:
ඊයම් ස්කන්ධය (m 1 ) = 3 kg
ඊයම් සඳහා නිශ්චිත තාපය (c 1 ) = 1400 J.kg -1 C -1
ඊයම් උෂ්ණත්වය (T 1 ) = 80 o C
ජල ස්කන්ධය (m 2 ) = 10 kg
ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c 2 ) = 4200 J.kg -1 C -1
තාප සමතුලිතතාවයේ උෂ්ණත්වය (T) = 20 o C
අවශ්යයි : ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T 2 )
විසඳුම:
Q මුදා හැරීම = Q අවශෝෂණය
Q ඊයම් = Q ජලය
m 1 c 1 ΔT = m 2 c 2 ΔT
(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 o C වේ.
6. 0 o C උෂ්ණත්වයකදී ග්රෑම් 75 ක ජලය ග්රෑම් 50 ක ජලය සමඟ මිශ්ර කළ විට මිශ්රණයේ උෂ්ණත්වය 40 o C වේ. ග්රෑම් 50 ක ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය කුමක්ද?
දන්නා:
ජල ස්කන්ධය 1 (m 1 ) = ග්රෑම් 75
ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය 1 (T 1 ) = 0 o C
ජල ස්කන්ධය 2 (m 2 ) = ග්රෑම් 50
මිශ්රණයේ උෂ්ණත්වය (T) = 40 o C
අවශ්යයි : ජලයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය 2 (T 2 )
විසඳුම:
සිසිල් ජලයෙන් නිකුත් වන තාපය (Q මුදා හැරීම ) = සිසිල් ජලයෙන් අවශෝෂණය වන තාපය (Q අවශෝෂණය )
m 1 c (ΔT 1 ) = m 2 c (ΔT 2 )
m 1 (ΔT 1 ) = m 2 (ΔT 2 )
(75)(40 – 0) = (50)(ටී 2 – 40)
(75)(40) = (50)(ටී 2 – 40)
3000 = 50 ටී 2 – 2000
3000 + 2000 = 50 ටී 2
5000 = 50 ටී 2
ටී 2 = 100 o සී
7. ග්රෑම් 200 ලෝහය 120 o C දක්වා රත් කර, පසුව ග්රෑම් 100 ජලයේ 30 o C දී තබයි. තාප සමතුලිතතාවයේ දී මිශ්රණයේ උෂ්ණත්වය 60 o C වේ. ජලයේ නිශ්චිත තාපය 4200 J.kg -1 o C -1 නම් , ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය කුමක්ද?
විසඳුම:
ස්කන්ධ ඒකක ග්රෑම් සිට කිලෝග්රෑම් දක්වා පරිවර්තනය කරන්න (ජාත්යන්තර ඒකක)
දන්නා:
ලෝහ ස්කන්ධය (m 1 ) = ග්රෑම් 200 = 0.2 kg
ලෝහයේ උෂ්ණත්වය (T 1 ) = 120 o C
ජල ස්කන්ධය (m 2 ) = ග්රෑම් 100 = 0.1 kg
ජල උෂ්ණත්වය (T 2 ) = 30 o C
මිශ්රණයේ උෂ්ණත්වය (T) = 60 o C
ජලයේ නිශ්චිත තාපය (c 2 ) = 4200 J.kg -1 o C -1
අවශ්යයි: ලෝහයේ නිශ්චිත තාපය (c 1 )
විසඳුම:
Q මුදා හැරීම = Q අවශෝෂණය
m 1 c 1 (ΔT 1 ) = m 2 c 2 (ΔT 2 )
(0.2)(c 1 )(120 – 60) = (0.1)(4200)(60 – 30)
(0.2)(c 1 )(60) = (0.1)(4200)(30)
12 සිට 1 = 12600
ඇ 1 = 12600 / 12
ඇ 1 = 1050
1. ප්රශ්නය: ජෝසෆ් බ්ලැක් යනු කවුද? පිළිතුර: ජෝසෆ් බ්ලැක් යනු 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 හෝ මුදා හරින ශක්ති ප්රමාණයයි.
3. ප්රශ්නය: ගුප්ත තාපය සංවේදී තාපයෙන් වෙනස් වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: සංවේදී තාපය ද්රව්යයක උෂ්ණත්වයේ වෙනසක් ඇති කරන්නේ කලා වෙනසක් නොමැතිව වුවද, ගුප්ත තාපය උෂ්ණත්වයේ වෙනසක් නොමැතිව කලා වෙනසක් ඇති කරයි.
4. ප්රශ්නය: බ්ලැක්ගේ ගුප්ත තාපය පිළිබඳ අත්හදා බැලීම් තාප ගති විද්යාව අධ්යයනය කිරීමේදී ඇති කළේ කුමන වැදගත්කමක්ද? පිළිතුර: බ්ලැක්ගේ කාර්යය 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 ශක්තියක් ඇත්තේ ඇයි? පිළිතුර: 0°C දී අයිස්, 0°C දී ජලය බවට පත්වීම සඳහා විලයනයෙහි ගුප්ත තාපය අවශෝෂණය කර ගත යුතුය. මේ අනුව, මෙම අවශෝෂණය කරන ලද ගුප්ත තාපය හේතුවෙන් 0°C දී ජලයට එකම උෂ්ණත්වයේ ඇති 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 අවබෝධ කර ගැනීමට හේතු වූයේ කෙසේද? පිළිතුර: විවිධ ද්රව්යවල සමාන ස්කන්ධවලට එකම උෂ්ණත්වයේ වෙනසක් ලබා ගැනීම සඳහා විවිධ තාප ප්රමාණ අවශ්ය බව බ්ලැක් සොයා ගත්තේය. මෙම නිරීක්ෂණය ද්රව්යවල නිශ්චිත තාප ධාරිතාව පිළිබඳ සංකල්පය හඳුන්වා දුන්නේය.
8. ප්රශ්නය: කාලගුණ පද්ධතිවල ගුප්ත තාපය පිළිබඳ සංකල්පය තීරණාත්මක වන්නේ ඇයි? පිළිතුර: වාෂ්පීකරණය සහ ඝනීභවනය වැනි ජලයේ අවධි වෙනස්වීම් වලට සම්බන්ධ වන ශක්තිය නිසා ගුප්ත තාපය කාලගුණ පද්ධතිවල සැලකිය යුතු කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. මෙම ශක්ති හුවමාරුව උෂ්ණත්වය, වලාකුළු සෑදීම සහ කාලගුණ රටා වලට බලපායි.
9. ප්රශ්නය: ජෝසෆ් බ්ලැක් ඔහුගේ 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 වෙනස්කම් මැනීම සඳහා උපකරණයක් වන සරල කැලරිමීටරයක් භාවිතා කළේය.
10. ප්රශ්නය: බ්ලැක් විසින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සොයා ගැනීම (ඔහු එය "ස්ථාවර වාතය" ලෙස හැඳින්වීය) රසායන විද්යාවට දායක වූයේ කෙසේද? පිළිතුර: වායුගෝලීය වාතයෙන් වෙනස් වූ වෙනස් වායුවක් ලෙස බ්ලැක් විසින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් හඳුනා ගැනීම වායු රසායන විද්යාවේ දියුණුවට තීරණාත්මක වූ අතර වායූන් සම්බන්ධ රසායනික ප්රතික්රියා අවබෝධ කර ගැනීමට මග පෑදීය.
