Kulaylka iyo isbeddelka wejiga - dhibaatooyinka iyo xalalka
1. Iyada oo ku saleysan garaafka, waa maxay kulaylka ay nuugaan biyaha 5-kg inta lagu jiro habka CD-ga? Kulayl gaar ah oo biyo ah = 4,200 J/kg o C.
La yaqaan:
Cufnaanta (m) = 5 kg
Kulayl gaar ah oo biyo ah (c) = 4200 J/kg o C
Heerkulka bilowga ah (T 1 ) = 0 o C
Heerkulka kama dambaysta ah (T2 ) = 10 oC
Isbeddelka heerkulka (ΔT) = 10 o C – 0 o C = 10 o C
La Rabay: Kulayl (Q)
Xalka:
Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg o C)(10 o C) = (5)(4200 J)(10) = (50)(4200 J) = 210,000 Joules
2. Waa maxay kulaylka uu nuugo 20 garaam oo baraf ah inta lagu jiro habka AC, haddii kulaylka gaarka ah ee barafku yahay 2100 J/kg o C iyo kulaylka isku-dhafka barafku yahay 336,000 J/kg.
La yaqaan:
Cufka barafka (m) = 200 garaam = 200/1000 kiilo garaam = 0.2 kiilo garaam
Kulayl gaar ah (c) = 2100 J/kg o C
Kulaylka isku-dhafka barafka (L F ) = 336,000 J/kg
La Doonayo: Kuleylka uu nuugo barafku inta lagu jiro habka AC-ga
Xalka:
Inta lagu jiro habka AB, kuleylka waxaa nuuga baraf si uu heerkulkiisa u beddelo -10 o C ilaa 0 o C.
Q = mc ΔT
Q = kulayl, m = cufnaanta barafka, c = kulayl gaar ah oo baraf ah, ΔT = isbeddelka heerkulka
Q 1 = mc ΔT = (0.2)(2100)(0-(-10) = (0.2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Joules
Inta lagu jiro habka BC, kulaylka ayaa la nuugaa si uu barafka oo dhan ugu dhalaaliyo biyo. Habkani wuxuu isbeddelaa oo keliya marxaladda mana jiro isbeddel heerkulka ah. Heerkulka barafka iyo biyuhu waxay ahaanayaan 0 o C.
Kulaylka la nuugo inta lagu jiro habka BC:
Q 2 = m L F = (0.2 kg)(336,000 J/kg) = 67,200 Joules
Kulaylka la nuugo inta lagu jiro habka AC:
Q = Q 1 + Q 2 = 4200 Joules + 67,200 Joules = 71,400 Joules
3. Biyo 2-kg ah ayaa la kululeeyaa, kulaylka uumiga biyahana waa 2.27 x 10 6 J/kg, kuleyl gaar ah oo biyaha loogu talagalay = 4,200 J/kg o C cadaadiska jawigana waa 1 atm, waa maxay kulaylka ay nuugaan biyaha inta lagu jiro habka BC?
La yaqaan:
Cufnaanta (m) = 2 kg
Kulaylka uumiga biyaha (L V ) = 2.27 x 10 6 J/kg
Kulayl gaar ah oo loogu talagalay biyaha (c) = 4,200 J/kg o C
La doonayo: Kulaylku wuu nuugo inta lagu jiro habka BC.
Xalka:
Inta lagu jiro habka AB, kulaylka ayaa la nuugaa si loo kordhiyo heerkulka biyaha laga bilaabo 60 o C ilaa 100 o C.
Q = m L V = (2 kg)(2.27 x 10 6 J/kg) = 4.54 x 10 6 Joules = 4540 x 10 3 Joules = 4540 kiilo Joules
4. Iyada oo ku saleysan sawirka hoose, haddii cufka barafku yahay 500 garaam, kulaylka gaarka ah waa 2100 J/kg o C kulaylka qarsoon ee isku-darka barafkuna waa 336,000 J/kg. Go'aami kulaylka loo baahan yahay habka P–Q–R.
La yaqaan:
Cufka barafka (m) = 500 garaam = 500/1000 kg = 0.5 kg
Kulayl gaar ah oo baraf ah (c) = 2100 J/kg o C
Kulaylka qarsoon ee isku- darka (L F ) = 336,000 J/kg
La Doonayo: Kulayl
Xalka:
Habka PQ = kulayl la nuugo si heerkulka barafka kor loogu qaado -4 o C ilaa 0 o C
Habka QR = kulayl uu nuugo barafku si uu barafka oo dhan ugu dhalaaliyo biyo
Kulaylka la nuugo inta lagu jiro habka PQ ee lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo isle'eg:
Q = mc ΔT
Q = kuleyl, m = cufnaan, c = kulayl gaar ah oo baraf ah, ΔT = isbeddelka heerkulka
Barafka kulaylaha nuuga inta lagu jiro habka PQ ayaa lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo isla'egtan:
Q = (0.5kg)(2100 J/kg o C)(0 o C-(-4 o C))
Q = (0.5kg)(2100 J/kg o C)(0 o C + 4 o C)
Q = (0.5kg)(2100 J/kg o C)(4 o C)
Q = (0.5)(2100 J)(4)
Q = 4200 Joule
Kulaylka la nuugo inta lagu jiro habka QR-ka ayaa lagu xisaabiyay iyadoo la adeegsanayo isla'egtan:
Q = m L F
Q = (0.5 kg) (336,000 J/kg)
Q = (0.5)(336,000 J)
Q = 168,000 Joule
Kulaylka guud:
Q = 4200 Joules + 168,000 Joules
Q = 172,200 Joule
Q = 172.2 kiilo Joule
Q = 172.2 kJ
5. Baraf oo cufkiisu yahay 50 garaam oo lagu kululeeyay -5 o C biyaha heerkulkiisu yahay 60 o C. Haddii kulaylka isku-dhafka barafka uu yahay 80 kalori/gram, kulaylka gaarka ah ee barafka waa 0.5 kalori/gram o C, kulaylka gaarka ah ee biyaha waa 1 kalori/gram o C, go'aami kulaylka looga baahan yahay CD-ga habka.
La yaqaan:
Cufka barafka = cufka biyaha (m) = 50 garaam 
Kulaylka qarsoon ee isku-dhafka barafka (L F ) = 80 kalori/gram
Kulayl gaar ah oo loogu talagalay barafka (c baraf) = 0.5 kalori/gram o C
Kulayl gaar ah oo loogu talagalay biyaha (c biyo) = 1 kalori/gram o C
La Rabay: Kulaylka ayaa looga baahan yahay CD-ga habka loo marayo
Xalka:
Habka A ilaa B, kulaylka waxaa loo isticmaalaa in lagu kordhiyo heerkulka barafka laga bilaabo -5 o C ilaa 0 o C. Kulaylka waxaa lagu xisaabiyaa iyadoo la isticmaalayo isla'egtan: Q = mc ΔT, halkaas oo Q = kulayl, m = cuf baraf, c = kulayl gaar ah oo loogu talagalay barafka, ΔT = isbeddelka heerkulka laga bilaabo -5 o C ilaa 0 o C.
Habka B ilaa C, kulaylka waxaa loo isticmaalaa in lagu dhalaaliyo barafka oo dhan biyo. Habkan, heerkulka lama beddelo. Kulaylka waxaa lagu xisaabiyaa iyadoo la adeegsanayo isla'egtan: Q = m L F , halkaas oo Q = kulayl, m = cufka barafka, L F = kulayl qarsoon oo isku-darka barafka.
Inta lagu jiro habka C ilaa D, kulaylka waxaa loo isticmaalaa in lagu kordhiyo heerkulka biyaha laga bilaabo 0 o C ilaa 60 o C. Kulaylka waxaa lagu xisaabiyaa iyadoo la adeegsanayo isla'egtan: Q = mc ΔT, halkaasoo Q = kulayl, m = cufka biyaha, c = kulayl gaar ah oo biyo ah, ΔT = isbeddelka heerkulka laga bilaabo 0 o C ilaa 60 o C.
Kulaylka looga baahan yahay habka C ilaa D:
Q = mc ΔT = (50 garaam)(1 kalori/garaam o C)(60 o C-0 o C) = (50)(1)(60) kal = 3000 kal
6. Haddii cufka barafku yahay 1 kg, kulaylka gaarka ah ee barafku waa 2100 J/kg o C, kulaylka qarsoon ee isku-dhafka barafka waa 336,000 J/kg kulaylka gaarka ah ee biyuhuna waa 4200 J/kg o C, ka dibna go'aami kulaylka looga baahan yahay habka PQR.
La yaqaan:
Cufka barafka = 1 kg
Kulaylka qarsoon ee isku-darka barafka (L F ) = 336,000 J/kg
Kulayl gaar ah oo baraf ah (c baraf) = 2,100 J/kg o C
Kulayl gaar ah oo biyo ah (c biyo) = 4,200 J/kg o C
La Rabo: Kulaylka ayaa loo baahan yahay xilliga PQR
Xalka:
Inta lagu jiro habka P ilaa Q, kulaylka waxaa loo isticmaalaa in lagu kordhiyo heerkulka barafka laga bilaabo -5 o C ilaa 0 o C. Kulaylka waxaa lagu xisaabiyaa iyadoo la adeegsanayo isla'egtan: Q = mc ΔT, halkaasoo Q = kulayl , m = cufnaanta barafka , c = kulayl gaar ah oo baraf ah, ΔT = isbeddelka heerkulka laga bilaabo -5 o C ilaa 0 o C.
Kulaylka looga baahan yahay habka P ilaa Q:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Joules
Inta lagu jiro habka Q ilaa R, kulaylka loo baahan yahay si uu barafka oo dhan ugu dhalaaliyo biyo. Habkan, heerkulku isma beddelayo. Kulaylka waxaa lagu xisaabiyaa iyadoo la adeegsanayo isla'egtan: Q = m L F , halkaas oo Q = kulayl , m = cufnaanta barafka , L F = kulayl qarsoon oo isku-darka barafka.
Kulaylka looga baahan yahay habka Q ilaa R:
Q = m L F = (1) (336,000) = 336,000 Joules
Kulaylka guud:
10,500 + 336,000 = 346,500 Joules
- Waa maxay kulaylka qarsoon?
- JawaabKuleylka qarsoon waa tamarta kulaylka ee loo baahan yahay si loo beddelo wejiga walax iyada oo aan la beddelin heerkulkeeda. Waxay matalaysaa tamarta loo baahan yahay si loo jebiyo ama loo sameeyo isku xidhka u dhexeeya molecular-ka inta lagu jiro isbeddellada marxaladda.
- Maxay heerkulku u sii ahaadaa mid joogto ah inta lagu jiro isbeddelka marxaladda?
- Jawaab: Inta lagu jiro isbeddelka wejiga, dhammaan tamarta kulaylka ee la bixiyay ama la saaray waxaa loo isticmaalaa in lagu beddelo marxaladda walaxda. Tamartan waxaa loo isticmaalaa in lagu jebiyo ama lagu sameeyo isku xidhka u dhexeeya molecular-ka, ee maaha in lagu kordhiyo tamarta dhaqdhaqaaqa ama heerkulka walaxda.
- Waa maxay faraqa u dhexeeya kulaylka qarsoon ee isku-darka iyo kulaylka qarsoon ee uumiga?
- Jawaab: Kulaylka qarsoon ee isku-darka waxa loola jeedaa tamarta kulaylka ee loo baahan yahay si loogu beddelo walax adag una beddelo dareere (ama caksigeeda) marka ay dhalaalayso. Kulaylka qarsoon ee uumiga waxa loola jeedaa tamarta kulaylka ee loo baahan yahay si loogu beddelo walax dareere una beddelo gaas (ama caksigeeda) marka ay karkarayso.
- Maxaan u dareemeynaa qabow marka aan ka baxno barkadda dabaasha maalin dabayshu jirto, xitaa haddii heerkulka hawadu uu diirran yahay?
- Jawaab: Marka biyuhu ka soo baxaan maqaarkeenna, waxay maraan isbeddel marxaladeed oo ka bilaabma dareere una gudba uumi. Habkani wuxuu u baahan yahay tamar, kaas oo laga soo qaado maqaarkeenna qaab kulayl ah, taasoo keenta in maqaarkeennu dareemo qabow.
- Maxay uumiga 100°C uga khatar badan yahay biyaha karkaraya 100°C?
- Jawaab: Uumigu wuxuu ka kooban yahay tamar ka badan biyaha karkaraya sababtoo ah wuxuu nuugay kulaylka qarsoon ee uumi-baxa inta lagu jiro marxaladda isbeddelka biyaha ilaa uumiga. Marka uumigu ku ururo maqaarka, wuxuu sii daayaa tamar dheeraad ah, taasoo keenta gubasho ka daran marka loo eego biyaha karkaraya.
- Sidee ayay milix ugu darista barafka hoos ugu dhigtaa dhalaalkeeda?
- Jawaab: Ku darista milixdu waxay khalkhal gelisaa isu dheelitirka u dhexeeya dhalaalka iyo qaboojinta isku darka biyaha barafka. Tani waxay keentaa in baraf badan uu dhalaalo heerkul ka hooseeya sidii caadiga ahayd, taasoo si wax ku ool ah hoos ugu dhigaysa barta barafowga ee isku darka.
- Maxay dhididku u caawisaa qaboojinta jirka maalin kulul?
- Jawaab: Dhididku, marka uu ka soo baxo maqaarka, wuxuu maraa isbeddel marxaladeed oo ka bilaabma dareere una gudba gaas. Habkani wuxuu u baahan yahay tamar, kaas oo laga soo qaado maqaarka, sidaas darteedna wuu qaboojiyaa.
- Waa maxay sublimation marka la eego isbeddellada marxaladda?
- Jawaab: Sublimation waa isbeddelka tooska ah ee marxaladda adag ilaa gaas iyada oo aan la marin marxaladda dareeraha ah. Tusaale caadi ah waa baraf qalalan (kaarboon laba ogsaydh adag) oo si toos ah ugu wareegaya gaaska kaarboon laba ogsaydh.
- Maxaa tamarta kulaylka loogu baahan yahay si loo dhalaaliyo barafka inkastoo heerkulku uu yahay 0°C?
- JawaabTamarta kulaylka waxaa loo isticmaalaa in lagu jebiyo isku xidhka u dhexeeya molecular-ka ee barafka ku haya qaab-dhismeedkiisa adag. Marka isku xidhyadani jabaan, barafku wuxuu u gudbaa marxaladda dareeraha ah, inkastoo aanu jirin wax isbeddel ah oo ku yimid heerkulka.
- Sidee buu cadaadisku u saameeyaa karkarinta dareeraha?
- Jawaab: Guud ahaan, kordhinta cadaadiska dibadda waxay kor u qaadaysaa barta karkaraya ee dareeraha, halka yareynta cadaadiska ay hoos u dhigayso barta karkaraya. Tani waa sababta biyuhu u karkaraan heerkul ka hooseeya 100°C meelaha sare, halkaas oo cadaadiska jawigu uu hooseeyo.
