Ikiwa vitu vyenye halijoto tofauti vinagusana, joto husogea kiasili kutoka kwa kitu chenye halijoto ya juu hadi kitu chenye halijoto ya chini. Uhamisho wa joto husimama mara tu vitu hivyo viwili vinapofikia usawa wa joto . Inaweza kusemwa kwamba uhamisho wa joto husababisha mabadiliko katika halijoto ya vitu vinavyogusana. Kulingana na maelezo haya mafupi, imehitimishwa kwamba joto (Q) linahusiana na kitu na mabadiliko ya halijoto (delta T) ya kitu hicho. Kila kitu kina uzito (m) na aina ya kitu pia ni tofauti.
Upatikanaji wa fomula ya joto katika makala haya unafanywa kupitia hoja. Unaweza kuthibitisha uhalali wa hoja hii kulingana na uzoefu wako wa kila siku au kwa kufanya jaribio.
Uhusiano kati ya joto (Q) na mabadiliko ya halijoto (delta T)
Kuna vyombo viwili vilivyojazwa maji ya uzito sawa. Maji hupashwa moto kwa kutumia vichomaji viwili tofauti. Mwali kwenye kichomaji kimoja uko chini, huku mwali kwenye kichomaji kingine uko juu zaidi. Ikiwa vyote vimepashwa moto kwa dakika kumi, ni chombo gani kinachopashwa moto zaidi? Ikiwa umewahi kupasha maji moto, utakubali kwamba maji yanayopashwa moto kwa kutumia jiko lenye mwali mkubwa ni moto zaidi (joto la mwisho la maji ni kubwa zaidi au mabadiliko ya halijoto ni makubwa zaidi).
Moto unawakilisha kiasi cha joto (Q). Moto mdogo una joto kidogo, moto mkubwa una joto zaidi. Wakati kuna joto kidogo, mabadiliko ya halijoto ni madogo. Wakati kuna joto nyingi, mabadiliko ya halijoto ni makubwa. Kadiri joto linavyoongezeka, ndivyo mabadiliko ya halijoto yanavyoongezeka. Inaweza kuhitimishwa kwamba kiasi cha joto (Q) kinalingana na mabadiliko ya halijoto ya kitu.
Uhusiano kati ya joto (Q) na uzito wa kitu (m)
Kuna vyombo viwili vilivyojazwa maji vyenye uzito tofauti, chombo kimoja kimejaa maji zaidi, chombo kingine kimejaa maji kidogo. Maji hupashwa moto kwa kutumia majiko mawili yenye mwali mmoja. Ikiwa vyote vimepashwa moto kwa dakika kumi, ni maji gani kwenye chombo yana moto zaidi? Ikiwa umewahi kupasha moto maji basi utakubaliana kwamba maji yaliyo kwenye maji machache yana moto zaidi (joto la mwisho la maji ni kubwa au mabadiliko ya halijoto ni makubwa zaidi). Ili maji mengi yapate mabadiliko sawa ya halijoto kama maji machache, mwali unaopasha moto maji mengi lazima yapanuliwe.
Kiasi cha maji kinawakilisha uzito wa maji (m). Ukubwa wa mwali unawakilisha kiasi cha joto. Inaweza kuhitimishwa kwamba kiasi cha joto (Q) kinalingana na mabadiliko ya halijoto ya kitu. Kadiri maji yanavyoongezeka, ndivyo joto zaidi linavyohitajika ili kuongeza halijoto ya maji.
Uhusiano kati ya joto (Q) na aina ya kitu ( c )
Ukipasha moto kipande cha chuma na kipande cha kioo cha ukubwa sawa kwa wakati mmoja ukitumia mwali uleule, ni kipi kitapasha moto haraka zaidi, chuma au kioo? Bila shaka, chuma kitapasha moto haraka zaidi. Inaweza kuhitimishwa kwamba joto linalohitajika ili kuongeza halijoto ya kitu ni sawia na aina ya kitu.
Ulinganisho tatu hapo juu umeunganishwa katika mlinganyo:
Huu ni fomula au mlinganyo wa joto.
Taarifa: Q = joto (Joule), m = uzito wa kitu (kg), c = joto maalum la kitu (J/kg Co), delta T = mabadiliko ya halijoto (Co au K)
1. Kilo tano za barafu kwenye halijoto ya -22 o C hupashwa moto hadi barafu yote iyeyuke kwenye halijoto ya 0 o C. Ikiwa joto fiche la barafu ni 333 kJ/kg na joto maalum la barafu ni 2100 J/kg Co2 , basi kiasi cha joto kinachohitajika ni...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
C. 1696 kJ
D. 1796 kJ
E. 1896 kJ
Majadiliano
Inajulikana:
Uzito wa barafu (m) = kilo 5
Halijoto ya awali (T) = -22 ° C
Joto fiche la barafu (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
Joto maalum la barafu (c) = 2100 J/kg C₂
Swali: Kiasi cha joto kinachohitajika (Q)
Jibu:
Mchakato wa 1: ongeza halijoto ya barafu kutoka -22 o C hadi 0 o C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = Jouli 231.000
Mchakato wa 2: kuyeyusha barafu yote kwenye maji
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 J
Jumla ya joto = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
Jibu sahihi ni E.
Chanzo cha swali:
Maswali ya Fizikia ya SBMPTN
