Примери питања о температури и топлоти

15 примера питања о температури и топлоти

Калибрација термометра

1. Калибрирани термометар X показује -30 ^°C за тачку смрзавања воде и 90 ^°C за тачку кључања воде. Температура од 60 ^°C за X једнака је...

A. 20 ^° C

B. 45 ^° C

50 ^° C

D. 75 ^° C

E. 80 ^° C

Пембахасан

Познато је да:

Тачка смрзавања воде на термометру X = -30 ^°

Тачка кључања воде на термометру X = 90 ^°

Питање: 60 ^° X = … ^° C

Јаваб :

На Фаренхајтовој скали, тачка смрзавања воде је 32 ^° F, а тачка кључања воде је 212 ^° F. Између тачке смрзавања и тачке кључања воде постоји разлика од 212 ^° – 32 ^° = 180 ^°F.

На Целзијусовој скали, тачка смрзавања воде је 0 ^° C, а тачка кључања воде је 100 ^° C. Између тачке смрзавања и тачке кључања воде постоји разлика од 100 ^° – 0 ^° = 100 ^°C.

На X скали, тачка смрзавања воде је -30 ^° X, а тачка кључања воде је 90 ^° X. Између тачке смрзавања и тачке кључања воде постоји разлика од 90 ^° – (-30 ^° ) = 90 ^° + 30 ^° = 120 ^°.

Претвори X скалу у Целзијусову скалу:

Тачан одговор је Д.

Пемуајан

2. Метална шипка се загрева на температуру од 80 ^° C и њена дужина постаје 115 цм. Ако је коефицијент линеарног ширења метала 3.10 ^{-3 °} C ^-1 и почетна температура метала је 30 ^° C, онда је почетна дужина метала….

А. 100 цм

Б. 101,5 цм

Ц. 102 цм

д.102,5цм

Е. 103 цм

Пембахасан

Познато је да:

Почетна температура (T1 ₎ = 30 ^° C

Коначна температура (T2 ₎ = 80 ^° C

Промена температуре (ΔT) = 80 ^° C – 30 ^° C = 50 ^° C

Коефицијент линеарног ширења метала (α) ^{= 3.10⁻³ °} C⁻¹

Коначна дужина метала (L) = 115 cm

Тражена: Почетна дужина метала (L _o )

Јаваб :

Формула за проширење дужине:

Тачан одговор је А.

3. Месингана шипка је почетно дугачка 40 цм. Када се загреје на температури од 80 ^° C њена дужина постаје 40,04 цм. Ако је коефицијент линеарног ширења месинга 2,0 x 10⁻⁶ ^{° C⁻¹} , ^онда је почетна температура месингане шипке…

A. 20 ^° C

B. 22 ^° C

25 ^° C

D. 30 ^° C

E. 50 ^° C

Пембахасан

Познато је да:

Коначна температура (T2 ₎ = 80 ^° C

Почетна дужина (L _o ) = 40 цм

Коначна дужина (Д) = 40,04 цм

Повећање дужине (ΔL) = 40,04 цм – 40 цм = 0,04 цм

Коефицијент линеарног ширења месинга (α) = 2,0 ^{x 10⁻⁶ o} C⁻¹

Питање: Почетна температура ( _T1 )

Јаваб :

Формула за ширење метала:

0,04 = (2,0 x 10⁻⁶ ⁾ (40)(80 – _T⁻⁹ )

0,04 = (80 x 10⁻⁶ ⁾ (80 – _T⁻⁹ )

0,04 = 0,0008 (80 – _Т1 )

0,04 = 0,064 – 0,0008 _Т1

0,0008 Т1 ₌ 0,064 – 0,040

0,0008 Т1 ₌ 0,024

Т1 = ₃₀ ^° C

Тачан одговор је Д.

Пренос топлоте кондукцијом

4. Металне шипке исте величине, али направљене од различитих метала, спојене су као што је приказано на слици испод. Ако је топлотна проводљивост метала I 4 пута већа од проводљивости метала II, онда је температура на споју два метала…

А. КСНУМКС⁰ C

Б. 40 ⁰ ​​​​Ц

C. 35 ⁰ °C

Д. 30 ⁰ Ц

И. 25 ^° C

Пембахасан

Познато је да:

Иста величина стабљике

Топлотна проводљивост метала I = 4k

Топлотна проводљивост метала II = k

Температура металног врха I = 50 ^° C

Температура металног врха II = 0 ^° C

Питање: Температура на споју два метала

Јаваб :

Формула за брзину преноса топлоте кондукцијом:

Опис: Q/t = брзина преноса топлоте, k = топлотна проводљивост, A = површина, T1 _- T2 ₌ промена температуре, l = дужина штапа

Температура на граничној равни P и Q:

Две металне шипке А и Б су исте величине, тако да су површина (А) и дужина (l) шипки елиминисане из једначине.

Тачан одговор је Б.

5. Обратите пажњу на следећу изјаву!

(1) Проводљивост метала

(2) Температурна разлика између металних крајева

(3) Дужина метала

(4) Маса метала

Фактори који одређују брзину ширења топлоте у металу су...

А. (1), (2) и (3)

Б. (1) и (4)

Ц. (2) и (4)

Д. (3) и (4)

Само Е. (4)

Пембахасан

На основу формуле за брзину преноса топлоте кондукцијом, фактори који одређују брзину преноса топлоте су проводљивост метала (k), температурна разлика између крајева метала (T) и дужина метала (l). Маса метала нема утицаја.

Тачан одговор је А.

6. Две PQ шипке исте величине, али од различитих врста метала, причвршћене су као што је приказано на слици испод. Ако је коефицијент топлотне проводљивости P два пута већи од коефицијента топлотне проводљивости Q, онда је температура на граници између P и Q...

А. 84°Ц

Б. 78°Ц

Ц. 72°Ц

Д. 70°Ц

И. 90°C

Пембахасан

Познато је да:

PQ штапови имају исту величину.

Коефицијент топлотне проводљивости метала P (kP ₎ = 2k

Коефицијент топлотне проводљивости метала Q (k _Q ) = k

Питање: Температура на граничној равни P и Q

Јаваб :

Формула за брзину преноса топлоте кондукцијом:

Опис: Q/t = брзина преноса топлоте, k = топлотна проводљивост, A = површина, T1 _- T2 ₌ промена температуре, l = дужина штапа

Температура на граничној равни P и Q:

Штапови PQ су исте величине тако да су A и l елиминисани из једначине.

Не постоји тачан одговор.

Промена форме

7. 1 kg леда на температури од 0 ^o C се помеша са 0,5 kg воде на температури од 0 ^o C, затим...

А. део воде се замрзава

Б. део леда се топи

C. сав лед се топи

Д. сва вода се смрзава

Е. маса леда у води остаје константна

Пембахасан

Реч лед означава воду у чврстом стању, док реч вода означава воду у течном стању.

На 0 ^° C, лед прелази из чврстог у течно стање. За ову промену агрегатног стања, лед мора да апсорбује топлоту. Лед је помешан са водом, тако да лед треба да апсорбује топлоту из воде. Међутим, вода је такође на 0 ^° C, тако да лед не може да апсорбује топлоту. Стога, маса леда у води остаје константна.

Тачан одговор је Е.

Црни принцип

8. У гвозденом суду масе 200 грама налази се 100 грама уља на температури од 20 ^o C. У суд је стављено 50 грама гвожђа на температури од 75 ^o C. Ако температура суда порасте за 5 ^o C и специфична топлота уља = 0,43 cal/g ^o C, онда је специфична топлота гвожђа...

A. 0,143 cal/g ^° C

Б. 0,098 кал/г ^° C

C. 0,084 cal/g ^° C

D. 0,075 cal/g ^o C

E. 0,064 cal/g ^° C

Пембахасан

Познато је да:

Маса гвоздене посуде (m) = 200 gr

Почетна температура гвоздене посуде (T1 ₎ = 20 ^° C

Уље је у гвозденој посуди, тако да је температура уља = температура гвоздене посуде.

Коначна температура гвоздене посуде (T2 ₎ = 20 ^° C + 5 ^° C = 25 ^° C

Маса уља (m) = 100 грама

Специфична топлота уља (c уља) = 0,43 cal/g ^o C

Почетна температура уља (T1 ₎ = 20 ^° C

Уље се налази у посуди тако да је уље у термичкој равнотежи са гвозденом посудом. Дакле, ако је коначна температура гвоздене посуде 25 ^° C, онда је коначна температура уља 25 ^° C.

Коначна температура уља (T2 ₎ = 20 ^° C + 5 ^° C = 25 ^° C

Маса гвожђа (m) = 50 грама

Почетна температура гвожђа (T1 ₎ = 75 ^° C

Гвожђе је уроњено у уље у посуди, тако да је гвожђе у термичкој равнотежи са уљем и посудом. Дакле, ако је коначна температура посуде 25 ^o C, онда је коначна температура гвожђа 25 ^o C.

Питање: Специфична топлота гвожђа (c гвожђа)

Јаваб :

Топлота коју ослобађа гвожђе:

Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c калорија

Топлота коју апсорбује гвоздена посуда:

Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c калорија

Топлота коју апсорбује уље:

Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 калорија

Блеков принцип каже да се у затвореном, изолованом систему топлота коју ослобађа објекат високе температуре апсорбује од стране објекта ниске температуре.

Ослобођени Q = апсорбовани Q

2500c = 1000c + 215

2500c – 1000c = 215

1500c = 215

ц = 215/1500

c = 0,143 cal/g ^° C

Тачан одговор је А.

9. Чаша која садржи 200 грама воде на температури од 20°C напуњена је са 50 грама леда на температури од -2°C. Ако се између воде и леда одвија само размена топлоте, након успостављања равнотеже, добиће се следеће: (c воде = 1 cal/gr°C; c _леда = 0,5 cal/gr°C; L = 80 cal/gr)

А. сав лед се топи и температура је изнад 0°C

Б. сав лед се топи и температура је 0°C

C. Не топи се сав лед и температура је 0°C

D. температура целог система је испод 0°C

E. део воде се смрзава и температура система је 0°C

Пембахасан

Познато је да:

Маса воде (m³ _воде ) = 200 грама

Температура воде (T _vode ) = 20 ^° C

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

Маса леда (m _es ) = 50 грама

Температура леда (Tes ₎ = -2 ^° C

Специфична топлота леда (c _es ) = 0,5 cal/gr°C

Топлота воде која се топи (L) = 80 cal/gr

Јаваб :

Загревање да би се температура леда подигла са -2 ^° C на 0 ^° C:

К = мц ΔТ

Q = (50 грама)(0,5 кал/гр°C)(0 ^° C – (-2 ^° C))

Q = (50)(0,5 кал)(2)

Q = 50 калорија

Загрејте да бисте отопили сав лед у воду:

Q = m L = (50 грама)(80 кал/грам) = 4000 калорија

Загревање да би се снизила температура све воде са 20 ^° C на 0 ^° C:

К = мц ΔТ

Q = (200 грама)(1 кал/гр°C)(0 ^° C – (20 ^° C))

Q = (200)(1 кал)(-20)

Q = -4000 калорија

Позитиван знак значи да се додаје топлота, негативан знак значи да се ослобађа топлота.

Топлота потребна да се температура леда подигне на 0 ^° C је 50 калорија, а топлота потребна да се отопи сав лед је 4000 калорија. Стога је укупна топлота потребна да се отопи сав лед 4050 калорија. Расположива топлота је топлота коју ослобађа вода, а то је 4000 калорија.

Може се закључити да расположива топлота није довољна да отопи сав лед у воду. Већина леда се отопила у воду, али мали део није. Ова вода и преостали лед су на 0 ^° C.

Тачан одговор је Ц.

10. Комад алуминијума масе 200 грама са температуром од 20 ^° C ставља се у посуду са водом масе 100 грама и температуре 80 ^° C. Ако је специфична топлота алуминијума 0,22 cal/g ^° C, а специфична топлота воде 1 cal/g ^° C, онда је коначна температура алуминијума близу...

A. 20 ^° C

B. 42 ^° C

62 ^° C

D. 80 ^° C

E. 100 ^° C

Пембахасан

Познато је да :

Маса алуминијума = 200 грама

Температура алуминијума = 20 ^° C

Маса воде = 100 грама

Температура воде = 80 ^° C

Специфична топлота алуминијума = 0,22 cal/g ^° C

Специфична топлота воде = 1 cal/g ^° C

Питање : коначна температура алуминијума

Одговор :

Алуминијум је у води, тако да је коначна температура алуминијума = коначна температура воде.

Топлота коју ослобађа вода више температуре (Q ослобођена) = топлота коју апсорбује алуминијум ниже температуре (Q апсорбована)

m _воде c (ΔT) = m _{алуминијума} c (ΔT)

(100)(1)(80 – Т) = (200)(0,22)(Т – 20)

(100)(80 – Т) = (44)(Т – 20)

8000 – 100T = 44T – 880

8000 + 880 = 44T + 100T

8880 = 144Т

T = 62 ^° C

Тачан одговор је Ц.

11. Новчић од 50 г на температури од 85°C је потопљен у 50 г воде на температури од 29,8°C (специфична топлота воде = 1 cal.g ^—1 .°C ^—1 ). Ако је коначна температура 37°C и посуда не апсорбује топлоту, онда је специфична топлота метала…

А. 0,15 кал.г ^-1 .°C ^-1

Б. 0,30 кал.г ^-1 .°C ^-1

C. 1,50 кал.г ^-1 .°C ^-1

D. 4,8 кал.г ^-1 .°C ^-1

Е. 7,2 кал.г ^-1 .°C ^-1

Пембахасан

Познато је да :

Маса метала (m _метала ) = 50 грама

Температура метала = 85 ^° C

Маса воде (m³ _воде ) = 50 грама

Температура воде = 29,8 ^° C

Специфична топлота воде (c _воде ) = 1 cal· ^g⁻¹ ·° ^C⁻¹

Коначна температура смеше = 37 ^° C

Питање : специфична топлота метала (c метала)

Одговор :

Топлота коју ослобађа метал више температуре (Q ослобођена) = топлота коју апсорбује вода ниже температуре (Q апсорбована)

m _метал c (ΔT) = m _воде c (ΔT)

(50)(ц)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)

(ц)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)

48 ц = 7,2

c = 0,15 кал.г ^-1 .°C ^-1

Тачан одговор је А.

12. Коцка леда од 50 грама на 0°C је уроњена у 200 грама воде на 30°C смештене у посебну посуду. Претпоставимо да посуда не апсорбује топлоту. Ако је специфична топлота воде 1 cal.g ^{– 1} °C ^–1 , а топлота топљења леда 80 cal.g ^–1 , онда је коначна температура смеше….

А. 5°Ц

Б. 8°Ц

Ц. 11°Ц

Д. 14°Ц

И. 17°C

Пембахасан

Познато је да :

Маса леда (m _es ) = 50 грама

Температура леда = 0°C

Маса воде (m³ _воде ) = 200 грама

Температура воде = 30 ^° C

Специфична топлота воде (c _воде ) = 1 cal·g ^{– 1} °C ^–1

Топлота топљења леда (L _леда ) = 80 cal.g ^–1

Питање : коначна температура смеше

Одговор :

Прво процените коначно стање:

Топлота коју вода ослобађа да би снизила своју температуру са 30 ^° C на 0 ^° C:

Q _{растресит} = m _воде c _воде (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000

Топлота потребна за топљење свег леда:

К _{топљење} = м _ес Л _ес = (50)(80) = 4000

Топлота која се користи за топљење целокупног леда је само 4000, док је количина расположиве топлоте 6000. Може се закључити да је коначна температура смеше изнад 0 ^o C.

Црни принцип :

Топлота коју ослобађа вода = топлота потребна за топљење свег леда + топлота потребна за подизање температуре ледене воде

(m _vode )(c _vode )(ΔT) = (m _es )(L _es ) + (m _es )(c _vode )(ΔT)

(200)(1)(30-Т) = (50)(80) + (50)(1)(Т-0)

(200)(30-Т) = (50)(80) + (50)(Т-0)

6000 – 200Т = 4000 + 50Т – 0

6000 – 4000 = 50Т + 200Т

2000 = 250Т

Т = 2000/250

T = 8 ^° C

Тачан одговор је Б.

Промене у агрегатном стању материје

13. Доњи графикон приказује везу између температуре (T) и топлоте (Q) примењене на 1 грам чврсте материје. Количина топлоте испаравања чврсте материје је…
А. 60 калорија/грам
Б. 70 калорија/грам
C. 80 калорија/грам
Д. 90 калорија/грам
E. 100 калорија/грам
Дискусија:Топлота испаравања је количина топлоте коју апсорбује (или ослободи) 1 грам објекта да би променио своје стање из течног у гасовито (или из гасовитог у течно).
познато је :
Апсорбована или ослобођена топлота: Q = 140 калорија – 60 калорија = 80 калорија
Маса чврсте материје: m = 1 грам
Питао :
Парна топлота (L)_v) чврсте материје?
Јаваб :
Формула за одређивање топлоте паре :
Q = m L_v
Опис: Q = апсорбована или ослобођена топлота, m = маса супстанце, L_v = топлота паре
L_v = Q / м
L_v = 80 калорија / 1 грам
L_v = 80 калорија/грам
Тачан одговор је Ц.

14. Испод је графикон топлоте у односу на температуру 1 кг паре при нормалном притиску. Тачка кључања воде је 2256 x 10³ Ј/кг, а специфична топлота воде је 4,2 x 10³ J/kg K, онда је топлота ослобођена при преласку из паре у воду…
А. 4,50 × 10³ Јоуле
Б. 5,20 × 10³ Јоуле
C. 2,00 × 10⁶ Јоуле
Д. 2,26 × 10⁶ Јоуле
Е. 4,40 × 10⁶ Јоуле

Дискусија:
познато је :
Парна топлота или топлота кључања (L_v) = 2.256 к 10³ Ј/кг
Специфична топлота воде (c) = 4200 J/kg K
Маса паре (m) = 1 kg
Питао :
Ослобођена топлота (Q) ?
Јаваб :
Q = m L_v
Q = (1 кг)(2.256 x 10³ Ј/кг)
Q = 2256 x 10³ Јоуле
Q = 2,256 x 10⁶ Јоуле
Тачан одговор је Д.

15. Количина топлоте апсорбоване да би се температура 2 кг воде подигла са -2 ^oЦ до 10 ^oC је… Специфична топлота воде = 4.200 J/kg C^o, специфична топлота леда = 2.100 J/kg C^o, топлота топљења воде (L_F) = 334.000 Ј/кг
А. 760.400 Ј
Б. 750.000 Ј
C. 668.000 J
Д. 600.000 Ј
Е. 540.000 Џ
Дискусија:
познато је :
Маса (m) воде = 2 kg
Почетна температура (T) = -2 ^oC
Коначна температура (T) = 10 ^oC
Специфична топлота леда (c es) = 2100 J/kg C^o
Специфична топлота воде (c воде) = 4200 J/kg C^o
Топлота топљења воде (L)_F) = 334.000 Ј/кг
Питао :
Апсорбована топлота (Q) ?
Јаваб :
Промена температуре од -2 ^oЦ до 10 ^oЦ пролази кроз неколико фаза.
Фаза 1, температура леда се повећава са -2 ^oЦ до 0 ^oC (повећање температуре леда се зауставља на тачки смрзавања воде, која је 0 ^oC)
Фаза 2, сав лед се топи (чврсто стање прелази у течно на температури тачке смрзавања воде, која је 0 ^oC)
Фаза 3, температура воде поново расте од 0 ^oЦ до 10 ^oC)
Дакле, од температуре од -2 ^oЦ до 0 ^oC, вода је још увек у чврстом стању. На температури 0 ^oC, долази до промене из чврстог у течно стање. Након што чврсто стање пређе у течно, температура воде поново расте од 0 ^oЦ до 10 ^oC.
Q₁ = (m)(c es)(delta T) = (2 kg)(2100 J/kg C^o) (0 ^oЦ – (-2 ^oЦ)) = (2)(2100 Ј)(2) = 8400 Ј
Q₂ = (м)(Л_F) = (2 кг) (334.000 Ј/кг) = 668.000 Ј
Q₃ = (m)(c воде)(ΔT) = (2 kg)(4200 J/kg C^o) (10 ^oЦ - 0 ^oЦ)) = (2)(4200 Ј)(10) = 84000 Ј
Апсорбована топлота:
Q = Q₁ + К₂ + К₃
К = 8400 Ј + 668 000 Ј + 84000 Ј
Q = 760.400 џула
Тачан одговор је А.

Извор питања:

Питања из физике за национални испит за средњу школу/стручну средњу школу