Примери питања о топлоти и променама агрегатног стања

15 примера топлоте и промена агрегатног стања

Дискусија о проблемима са топлотом

1. Да би се температура морске воде подигла за 1°C, потребно је 3900 џула топлоте . Ако је специфична топлота морске воде 3,9 × 10³ ^J /Kg°C, онда је маса морске воде…

А. 100 кг

Б. 10 кг

Ц. 1 кг

Д. 0,1 кг

Пембахасан

Познато је да:

Промена температуре ( ΔT ) = 1 ^° C

Топлота (Q) = 3900 џула

Специфична топлота морске воде (c) = 3,9 x 10³ ^J /Kg°C = 3900 J/Kg°C

Питање: Маса морске воде (м)

Јаваб :

Формула за топлоту:

Q = mc ΔT

Опис: Q = топлота, m = маса, c = специфична топлота, ΔT = промена температуре

m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1

Дакле, маса морске воде (м) = 1 килограм

Тачан одговор је Ц.

2. Бакар масе 2 кг на температури од 30°C. Прима 39.000 Ј топлоте. Ако је специфична топлота бакра 390 Ј/кг °C, онда је коначна температура бакра...

А. 80°Ц

Б. 50°Ц

Ц. 30°Ц

Д. 20°Ц

Пембахасан

Познато је да:

Маса (m) = 2 kg

Почетна температура (T1 ₎ = 30 ^° C

Апсорбована топлота (Q) = 39.000 џула

Специфична топлота (c) бакра = 390 J/kg ^° C

Питање: Коначна температура бакра ( _T2 )

Јаваб :

Формула за топлоту:

Q = mc ΔT

Опис: Q = топлота, m = маса, c = специфична топлота, ΔT = промена температуре

Q = mc ΔT = mc ( _T² – _T¹ )

39.000 = (2)( 390)(Т ₂ – 30)

100 = (2)(1)(Т ₂ – 30)

100 = (2)(Т ₂ – 30)

50 = Т ₂ – 30

Т2 = 50 + ₃₀

Т2 = ₈₀ ^° C

Тачан одговор је А.

3. Да би се температура 5 kg воде подигла са 15°C на 40°C, потребна је количина топлоте….

(специфична топлота воде 4,2 × 10³ ^J /Kg°C)

А. 525.000 Ј

Б. 420.000 Ј

C. 150.000 J

Д. 21.000 Ј

Пембахасан

Познато је да:

Маса (m) = 5 kg

Почетна температура (T1 ₎ = 15°C

Коначна температура (T2 ₎ = 40°C

Специфична топлота воде (c) = 4,2 × 10³ ^J /kg° C

Питање: Врућина (Q)

Јаваб :

Формула за топлоту:

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)( 4,2 × 10³ ^J /kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)( 4,2 × 10³ ^J )(25)

Q = 525 x ^10³ Ј

Q = 525.000 џула

Тачан одговор је А.

4. 2 кг воде са температуре од 24°C се загрева на 90°C. Ако је специфична топлота 4.200 џула/кг°C, онда је топлота коју вода прима...

A. 336.000 џула

Б. 259.200 џула

C. 554.400 џула

D. 543.600 џула

Пембахасан

Познато је да:

Маса воде (m) = 2 kg

Почетна температура (T1 ₎ = 24°C

Коначна температура (T2 ₎ = 90°C

Специфична топлота воде (c) = 4.200 џула/кг°C

Питање: Топлота (Q) коју вода прима је….

Јаваб :

Калорије:

Q = m c ΔT

Q = (2 kg)( 4.200 џула/кг°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)( 4.200 џула/kg°C)(66°C)

Q = (132)( 4.200 џула)

Q = 554.400 џула

Тачан одговор је Ц.

5. Вода масе 5 грама загрева се од 10°C до 40°C. Ако је специфична топлота воде 1 cal/gr°C, количина топлоте потребна за подизање температуре воде је...

А. 100 калорија

Б. 150 калорија

C. 200 калорија

Д. 400 калорија

Пембахасан

Познато је да:

Маса (m) = 5 грама

Почетна температура (T1 ₎ = 10 ^° C

Коначна температура (T2 ₎ = 40 ^° C

Специфична топлота воде (c) = 1 cal/gr°C

Питање: Топлота потребна за подизање температуре воде

Јаваб :

Формула за топлоту:

Q = mc ΔT

Q = (5 грама)( 1 cal/gr°C)(40 ^° C – 10 ^° C)

Q = (5)( 1 кал)(30)

Q = 150 калорија

Тачан одговор је Б.

6. Најбољи проводник топлоте је...

А. алуминијум

Б. жива

C. гвожђе

Д. стакло

Пембахасан

Да ли материјал добро проводи топлоту или не зависи од врсте материјала. Физичка величина која указује на способност материјала да проводи топлоту назива се топлотна проводљивост. Што је већа топлотна проводљивост, то је боља способност материјала да проводи топлоту.

Испод су вредности топлотне проводљивости неколико материјала:

Алуминијум = 200 Ј/м⁻¹ ^C₂O

Гвожђе = 40 Ј/мс ^C₂O

Жива = 8,30 Ј/мс ^C₂O

Стакло = 0,84 Ј/мс ^C₂O

На основу горе наведених података, највећу вредност топлотне проводљивости има алуминијум.

Тачан одговор је А.

7. 0,2 кг воде на температури од 25 ^° C загрева се топлотом од 42.000 џула. Ако је специфична топлота воде = 4200 J/kg ^° C, онда је коначна температура воде…..

A. 100 ^° C

B. 80 ^° C

75 ^° C

D. 50 ^° C

Пембахасан

Све јединице су изражене у међународним јединицама, осим јединица за температуру које и даље користе Целзијусе јер се за топлоту користи јединица J/kg ^° C.

Познато је да:

Маса воде (m) = 0,2 kg

Топлота (Q) = 42.000 џула

Специфична топлота воде (c) = 4200 J/kg ^° C

Почетна температура (T1 ₎ = 25 ^° C

Питање: Коначна температура ( _T2 )

Јаваб :

Формула за топлоту:

Q = mc ΔT = mc ( _T² – _T¹ )

Опис формуле:

Q = топлота, m = маса, c = специфична топлота, ΔT = промена температуре, _T1 = почетна температура, _T2 = коначна температура

Коначна температура воде је:

Q = mc( _T² – _T¹ )

42.000 = (0,2)(4200)(Т2 _– 25)

42.000 = 840 (Т ₂ – 25)

42.000 = 840 T ₂ – 21.000

42.000 + 21.000 = 840 _Т2

63.000 = 840 _Т2

Т2 = 63.000 / ₈₄₀

Т2 = ₇₅ ^° C

Тачан одговор је Ц.

Промене температуре и промене облика

8. На основу графика, количина топлоте потребна за 5 kg воде у процесу од C до D (специфична топлота воде = 4.200 J/kg ^° C) је…

А. 210.000 Ј

Б. 420.000 Ј

C. 21.000.000 J

Д. 42.000.000 Ј

Пембахасан

Познато је да:

Маса воде (m) = 5 kg

Специфична топлота воде (c) = 4200 J/kg ^° C

Почетна температура (T1 ₎ = 0 ^° C

Коначна температура (T2 ₎ = 10 ^° C

Промена температуре ( ΔT) = 10 ^° C – 0 ^° C = 10 ^° C

Питање: Апсорбована топлота (Q)

Јаваб :

Формула за топлоту:

Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg ^° C)( 10 ^° C) = (5)(4200 J)( 10 ) = (50)(4200 J) = 210.000 џула

Тачан одговор је А.

9. Погледајте графикон са стране! Количина топлоте потребна да се 200 грама леда претвори у процес А у Ц, ако је специфична топлота леда 2100 J/kg ^° C, а топлота топљења леда 336.000 J/kg је…..

A. 4.200 џула

Б. 67.200 џула

C. 71.400 џула

D. 75.600 џула

Пембахасан

Познато је да:

Све јединице морају бити изражене у Међународном систему јединица.

Маса леда (m) = 200 грама = 200/1000 килограма = 0,2 килограма

Специфична топлота (c) = 2100 J/kg ^° C

Топлота топљења леда (L _F ) = 336.000 J/kg

Питање: Колико је топлоте потребно у процесу од А до Ц?

Јаваб :

У процесима од А до Б, лед апсорбује топлоту да би повећао своју температуру од -10 ^° C до 0 ^° C.

Количина топлоте апсорбоване у процесима од А до Б израчунава се помоћу формуле за топлоту:

Q = mc ΔT

Опис формуле: Q = апсорбована топлота, m = маса леда, c = специфична топлота леда, ΔT = промена температуре

Дакле, количина апсорбоване топлоте је:

Q1 = mcΔT = (0,2)( 2100)(0-(-10) = ₍ 0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 џула

У процесима од Б до Ц, топлота се апсорбује да би се сав лед отопио у воду. У овом процесу долази само до промене агрегатног стања, а не до промене температуре. Температура леда и воде остаје на 0 ^° C.

Количина топлоте апсорбоване у процесима од Б до Ц израчунава се помоћу формуле за топлоту:

Q2 = mL _F = (0,2 kg)( 336.000 J _/ kg) = 67200 џула

Количина топлоте апсорбоване у процесу од А до Ц:

Q = _Q1 + Q2 ₌ 4200 џула + 67200 џула = 71400 џула

Тачан одговор је Ц.

10. Погледајте следећи графикон експерименталних резултата!

Ако се загреје 2 кг воде, а топлота водене паре = 2,27 x 10 ⁶ J/kg, специфична топлота воде = 4.200 J/kg ^° C и притисак ваздуха је 1 атмосфера, онда је количина топлоте потребна за процес од B до C...

А. 3.360 килоџула

Б. 4.540 килоџула

C. 4.876 килоџула

D. 5.212 килоџула

Пембахасан

Познато је да:

Маса воде (m) = 2 kg

Топлота водене паре (L _V ) = 2,27 x 10 ⁶ J/kg

Специфична топлота воде (c) = 4.200 J/kg ^° C

Питање: Количина топлоте апсорбоване за процес од B до C.

Јаваб :

У поступцима од А до Б, топлота коју вода апсорбује користи се за подизање температуре воде са 60 ^° C на 100 ^° C. При ваздушном притиску од 1 атмосфере, температура кључања воде је 100 ^° C и након достизања температуре од 100 ^° C, вода не доживљава даље промене температуре, већ прелази из течности у гасовито стање.

У процесима од Б до Ц, апсорбована топлота се користи за испаравање све воде у гас. Количина апсорбоване топлоте се израчунава помоћу формуле:

Q = m L _V = (2 kg)(2,27 x 10 ⁶ J/kg) = 4,54 x 10 ⁶ џула = 4540 x 10 ³ џула = 4540 килоџула

Тачан одговор је Б.

11.

Обратите пажњу на следећи графикон
Лед масе 50 грама се загрева од -5^oC до воде на температури од 60^oC воде. Ако је топлота топљења леда = 80 кал/грам, специфична топлота леда = 0,5 кал/грам ^oC, специфична топлота воде = 1 cal/gram ^oC, онда је количина топлоте потребна током процеса од C до D….

А. 125 калорија
Б. 3.000 калорија
C. 4.000 калорија
Д. 7.125 калорија

Пембахасан

Познато је да:
Маса леда (m es) = 50 грама
Температура леда (T es) = -5 ^oC
Специфична топлота леда (c es) = 0,5 cal/gram ^oC
Топлота топљења леда (L леда) = 80 кал/грам
Температура воде (Т воде) = 60 ^oC
Специфична топлота воде (c воде) = 1 кал/грам ^oC
Питање: Количина топлоте у процесу од C до D
Јаваб :

У процесу од А до Б, температура леда се мења од -5 ^oC постаје 0 ^oC
У процесима од Б до Ц, сав лед се претвара у воду (чврсто стање се претвара у течност). У овом процесу, температура се не мења.
У процесу од C до D, температура воде се мења од 0 ^oC постаје 60 ^oC

Топлота потребна у процесима од А до Б:
К = мц ΔТ
Q = (m_es)(ц_es)(0 – Т_es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 калорија
Топлота потребна у процесима од Б до Ц:
Q = m L
Q = m_es L_es
Q = (50)(80) = 4000 калорија
Топлота потребна у процесима C до D:
К = мц ΔТ
Q = (m_ваздух)(ц_ваздух)(Т_ваздух - КСНУМКС)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 калорија

Топлота потребна у процесима од А до Д:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 калорија

Аутор израчунава количину топлоте потребне за сваки процес како би вам помогао да разумете како да решите ову врсту проблема. Питање је топлота потребна за процесе од C до D.

Тачан одговор је Б.

12.

На основу графикона поред броја калоричан У процесу ABC је потребно 3 кг леда... (специфична топлота es = 2.100 Ј/кг^oC, топлота топљења es = 336.000 Ј/кг)

А. 630 кЈ
Б. 819 кЈ
C. 1071 kJ
Д. 3276 кЈ

Пембахасан

Горња графика илуструје процес промене агрегатног стања леда у воду.
У АБ процесу, топлота се користи за подизање температуре леда од -10^oЦ до 0^oC.
Q = mc (делта Т)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 џула = 63 kJ (kj = килоџули)
У BC процесу, топлота се користи за топљење целокупног леда у воду. У овом процесу, температура леда се не мења.
Q = m L_F
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 џула
Количина топлоте потребна за лед у ABC процесу је:
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
Тачан одговор је Ц.

13.

Обратите пажњу на графикон загревања 500 грама леда на температури од -10^oC испод! Ако је специфична топлота леда 2100 J/kg^oC, специфична топлота воде 4.200 J/kg^oC, а топлота топљења леда је 336.000 J/kg. Колико је топлоте потребно за процес BCD?

А. 31.500 Ј
Б. 63.000 Ј
C. 168.000 J
Д. 231.000 Ј

Пембахасан
Маса леда се изражава у грамима, па је претворите у килограме (међународне јединице). 500 грама = 0,5 кг.
У БЦ процесу, топлота се користи за топљење свег леда у воду.
Q = m L_F
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 џула
У CD процесу, топлота се користи за подизање температуре воде од 0^oЦ до 30^oC
Q = mc (делта Т)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 џула
Количина топлоте потребне за лед у BCD процесу:
168.000 џула + 63.000 џула = 231.000 џула
Тачан одговор је Д.

14.
Погледајте графикон загревања за 1 кг леда испод! Ако је специфична топлота леда 2.100 J/kg^oC, топлота топљења леда је 336.000 J/kg, а специфична топлота воде је 4.200 J/kg^oC, онда је топлота потребна у процесу PQR…
А. 10.500 Ј
Б. 21.000 Ј
C. 336.000 J
Д. 346.500 Ј
Пембахасан
У PQ процесу, топлота се користи за подизање температуре леда од -5^oЦ до 0^oC
Q = mc (делта Т)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 џула
У QR процесу, топлота се користи за топљење свег леда у воду.
Q = m L_F
Q = (1)(336.000) = 336.000 џула
Количина топлоте потребне за лед у PQR процесу је:
10.500 џула + 336.000 џула = 346.500 џула
Тачан одговор је Д.

15. Погледајте графикон загревања за 1 кг леда испод!

Ако је специфична топлота леда 2.100 J/kg ^° C, топлота топљења леда 336.000 J/kg, а специфична топлота воде 4.200 J/kg ^° C, онда је топлота потребна у процесу PQR…

А. 10.500 Ј

Б. 21.000 Ј

C. 336.000 J

Д. 346.500 Ј

Пембахасан

Познато је да:

Маса леда = 1 кг

Топлота топљења леда (L _F ) = 336.000 J/kg

Специфична топлота леда (c es) = 2.100 J/kg ^° C

Специфична топлота воде (c воде) = 4.200 J/kg ^° C

Питање: Топлота потребна у PQR процесу

Јаваб :

У P у Q процесу, топлота се користи за повећање температуре леда од -5 ^o C до 0 ^o C. Топлота се израчунава помоћу формуле: Q = mc ΔT, где је Q = топлота, m = маса леда, c = специфична топлота леда, ΔT = промена температуре од -5 ^o C до 0 ^o C.

Топлота потребна у процесу од P до Q:

Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 џула

У процесу претварања леда у воду, топлота се користи за топљење целокупног леда у воду. У овом процесу, температура се не мења. Топлота се израчунава помоћу формуле: Q = m L _F , где је Q = топлота, m = маса леда, L _F = топлота топљења леда.

Топлота потребна у процесу од Q до R:

К = м Л _Ф = (1)(336.000) = 336.000 џула

Укупно калорија:

10500 + 336.000 = 346.500 џула

Тачан одговор је Д.

Извор питања:

Питања за национални испит из науке у основној школи/исламској основној школи