Гармӣ ва тағйирёбии фаза - мушкилот ва роҳҳои ҳал
1. Бар асоси график, ҳангоми раванди CD гармии ҷаббидашавандаи оби 5 кг чӣ қадар аст? Гармии хоси об = 4,200 Ҷ/кг ° C
Маълум:
Вазн (м) = 5 кг
Гармии мушаххаси об (с) = 4200 Ҷ/ кг oC
Ҳарорати ибтидоӣ (T1 ) = 0 o C
Ҳарорати ниҳоӣ (T2 ) = 10 o C
Тағйирёбии ҳарорат (ΔT) = 10 ° C – 0 ° C = 10 ° C
Мехоҳед: Гармӣ (Q)
Ҳал:
Q = mc ΔT = (5 кг)(4200 Ҷ/кг o C)(10 o C) = (5)(4200 Ҷ)(10) = (50)(4200 Ҷ) = 210,000 Ҷоул
2. Агар гармии хоси ях 2100 Ҷ/кг ° C ва гармии гудохташавӣ барои ях 336,000 Ҷ/кг бошад, гармии 20 грамм ях ҳангоми раванди AC чӣ қадар ҷаббида мешавад?
Маълум:
Массаи ях (м) = 200 грамм = 200/1000 килограмм = 0.2 килограмм
Гармии мушаххас (с) = 2100 Ҷ/кг o C
Гармии ба ҳам пайвастани ях (LF ) = 336,000 Ҷ/кг
Дархост: Гармие, ки ях ҳангоми раванди AC фурӯ мебарад
Ҳал:
Дар раванди AB, ях гармиро ҷаббида мегирад, то ҳарорати онро аз -10 ° C то 0 ° C тағйир диҳад.
Q = mc ΔT
Q = гармӣ, m = массаи ях, c = гармии хоси ях, ΔT = тағйирёбии ҳарорат
Q 1 = mc ΔT = (0.2)(2100)(0-(-10) = (0.2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Ҷоул
Дар раванди BC, гармӣ ҷаббида мешавад, то тамоми ях ба об табдил ёбад. Дар ин раванд танҳо фаза тағйир меёбад ва дар ҳарорат тағйирот ба амал намеояд. Ҳарорати ях ва об 0 ° C боқӣ мемонад.
Гармии ҷаббидашуда ҳангоми раванд BC:
Q 2 = м L F = (0.2 кг)(336,000 Ҷ/кг) = 67,200 Ҷоул
Гармии ҷаббидашуда ҳангоми раванди AC:
Q = Q 1 + Q 2 = 4200 Ҷоул + 67,200 Ҷоул = 71,400 Ҷоул
3. Оби 2 кг гарм карда мешавад ва гармии бухоршавӣ барои об = 2.27 x 106 Ҷ /кг, гармии хоси об = 4,200 Ҷ/кг ° C ва фишори атмосфера 1 атм аст, гармии ҷаббидашавандаи об дар раванди BC чӣ қадар аст?
Маълум:
Масса (м) = 2 кг
Гармии бухоршавӣ барои об (LV ) = 2.27 x 106 Ҷ/кг
Гармии мушаххас барои об (с) = 4,200 Ҷ/ кг oC
Дархост: Гармии ҷаббидашуда ҳангоми раванд BC.
Ҳал:
Дар раванди AB, гармӣ ҷаббида мешавад, то ҳарорати об аз 60 ° C то 100 ° C баланд шавад.
Q = м L V = (2 кг)(2.27 x 10 6 Ҷ/кг) = 4.54 x 10 6 Ҷоул = 4540 x 10 3 Ҷоул = 4540 кило Ҷоул
4. Бар асоси расми зер, агар массаи ях 500 грамм бошад, гармии хос 2100 Ҷ/кг o C ва гармии ниҳонии обшавии ях 336,000 Ҷ/кг аст. Гармии заруриро дар раванди P–Q–R муайян кунед.
Маълум:
Массаи ях (м) = 500 грамм = 500/1000 кг = 0.5 кг
Гармии мушаххас барои ях ( с ) = 2100 Ҷ/кг oC
Гармии ниҳонии синтез (LF ) = 336,000 Ҷ/кг
Дархост: Гармӣ
Ҳал:
Раванди PQ = гармии ҷаббидашуда барои баланд бардоштани ҳарорати ях аз -4 ° C то 0 ° C
Раванди QR = гармии аз ҷониби ях ҷаббидашуда барои об кардани тамоми ях ба об
Гармии ҷаббидашуда ҳангоми раванд PQ бо истифода аз муодилаи зерин ҳисоб карда мешавад:
Q = mc ΔT
Q = гармӣ, m = масса, c = гармии хоси ях, ΔT = тағйирёбии ҳарорат
Гармии фурӯ бурдашудаи ях дар давоми раванд PQ бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад:
Q = (0.5 кг) (2100 Ҷ/кг о С) (0 о С-(-4 о С))
Q = (0.5 кг) (2100 Ҷ/кг о С) (0 o C + 4 o C)
Q = (0.5 кг) (2100 Ҷ/кг о С) (4 o C)
Q = (0.5)(2100 Ҷ)(4)
Q = 4200 Ҷоул
Гармии ҷаббидашуда ҳангоми раванд QR бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад:
Q = м L F
Q = (0.5 кг)(336,000 Ҷ/кг)
Q = (0.5)(336,000 Ҷ)
Q = 168,000 Ҷоул
Гармии умумӣ:
Q = 4200 Ҷоул + 168,000 Ҷоул
Q = 172,200 Ҷоул
Q = 172.2 кило Ҷоул
Q = 172.2 кҶ
5. Ях бо массаи 50 грамм, ки аз -5 ° C ба об дар ҳарорати 60 ° C гарм карда шудааст. Агар гармии обшавӣ барои ях 80 кал/грамм бошад, гармии хоси ях 0.5 кал/грамм ° C ва гармии хоси об 1 кал/грамм ° C бошад, гармии лозимиро дар раванди CD муайян кунед.
Маълум:
Массаи ях = массаи об (м) = 50 грамм 
Гармии ниҳонии обшавии ях (LF ) = 80 кал/грамм
Гармии мушаххас барои ях (c ях) = 0.5 кал/ грамм oC
Гармии мушаххас барои об (c об) = 1 кал/грамм o C
Дархост: Гармии зарурӣ дар раванди CD
Ҳал:
Дар раванди A то B, гармӣ барои баланд бардоштани ҳарорати ях аз -5 ° C то 0 ° C истифода мешавад. Гармӣ бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад: Q = mc ΔT, ки дар он Q = гармӣ, m = массаи ях, c = гармии хос барои ях, ΔT = тағирёбии ҳарорат аз -5 ° C то 0 ° C.
Дар раванди B то C, гармӣ барои об кардани тамоми ях ба об истифода мешавад. Дар ин раванд, ҳарорат тағйир намеёбад. Гармӣ бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад: Q = m L F , ки дар он Q = гармӣ, m = массаи ях, L F = гармии ниҳонии омехташавии ях.
Дар раванди C то D, гармӣ барои баланд бардоштани ҳарорати об аз 0 ° C то 60 ° C истифода мешавад. Гармӣ бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад: Q = mc ΔT, ки дар он Q = гармӣ, m = массаи об, c = гармии хоси об, ΔT = тағирёбии ҳарорат аз 0 ° C то 60 ° C.
Гармии зарурӣ аз раванди C то D:
Q = mc ΔT = (50 грамм)(1 кал/грамм o C)(60 o C-0 o C) = (50)(1)(60) кал = 3000 кал
6. Агар массаи ях 1 кг бошад, гармии хоси ях 2100 Ҷ/кг o C, гармии ниҳонии обшавии ях 336,000 Ҷ/кг ва гармии хоси об 4200 Ҷ/кг o C бошад, пас гармии лозимиро дар PQR муайян кунед.
Маълум:
Массаи ях = 1 кг
Гармии ниҳонии омехташавии ях (L F ) = 336,000 Ҷ/кг
Гармии хоси ях (c ях) = 2,100 Ҷ/ кг oC
Гармии мушаххаси об (c об) = 4,200 Ҷ/кг o C
Дархост: Гармии зарурӣ дар раванди PQR
Ҳал:
Дар раванди P то Q, гармӣ барои баланд бардоштани ҳарорати ях аз -5 ° C то 0 ° C истифода мешавад. Гармӣ бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад: Q = mc ΔT, ки дар он Q = гармӣ , m = массаи ях , c = гармии хоси ях, ΔT = тағирёбии ҳарорат аз -5 ° C то 0 ° C.
Гармии зарурӣ дар раванд аз P то Q:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Ҷоул
Дар раванди Q то R, гармии лозим барои об кардани тамоми ях ба об. Дар ин раванд, ҳарорат бетағйир мемонад. Гармӣ бо истифода аз ин муодила ҳисоб карда мешавад: Q = m L F , ки дар он Q = гармӣ , m = массаи ях , L F = гармии ниҳонии омехташавии ях.
Гармии лозима дар раванди Q то R:
Q = m L F = (1)(336,000) = 336,000 Ҷоул
Гармии умумӣ:
10,500 + 336,000 = 346,500 Ҷоул
- Гармии пинҳонӣ чист?
- ҷавобГармии ниҳон энергияи гармӣ аст, ки барои тағир додани фазаи модда бе тағир додани ҳарорати он зарур аст. Он энергияеро ифода мекунад, ки барои шикастан ё ташаккул додани пайвандҳои байнимолекулавӣ ҳангоми тағирёбии фаза зарур аст.
- Чаро ҳарорат ҳангоми тағйирёбии фаза доимӣ мемонад?
- ҷавоб: Ҳангоми тағйири фаза, тамоми энергияи гармии додашуда ё хориҷшуда барои тағйир додани фазаи модда истифода мешавад. Ин энергия барои шикастан ё ташаккул додани пайвандҳои байнимолекулавӣ истифода мешавад, на барои зиёд кардани энергияи кинетикии модда ё ҳарорати он.
- Фарқи байни гармии ниҳонии обшавӣ ва гармии ниҳонии бухоршавӣ чист?
- ҷавобГармии ниҳонии синтез ба энергияи гармие дахл дорад, ки барои табдил додани модда аз ҳолати сахт ба ҳолати моеъ (ё баръакс) дар нуқтаи обшавии он зарур аст. Гармии ниҳонии бухоршавӣ ба энергияи гармие дахл дорад, ки барои табдил додани модда аз ҳолати моеъ ба ҳолати газ (ё баръакс) дар нуқтаи ҷӯшиши он зарур аст.
- Чаро ҳангоми баромадан аз ҳавзи шиноварӣ дар рӯзи шамолдор, ҳатто агар ҳарорати ҳаво гарм бошад ҳам, худро хунук ҳис мекунем?
- ҷавобҲангоми бухор шудани об аз пӯсти мо, он аз ҳолати моеъ ба ҳолати буғ мегузарад. Ин раванд энергияро талаб мекунад, ки аз пӯсти мо дар шакли гармӣ гирифта мешавад ва боиси хунуктар шудани пӯст мегардад.
- Чаро буғ дар ҳарорати 100°C нисбат ба оби ҷӯшон дар ҳарорати 100°C хатарноктар аст?
- ҷавобБуғ нисбат ба оби ҷӯшон энергияи бештар дорад, зеро он ҳангоми гузариш аз об ба буғ гармии пинҳонии бухоршавиро фурӯ бурдааст. Вақте ки буғ дар пӯст конденсатсия мешавад, он ин энергияи иловагиро раҳо мекунад, ки нисбат ба оби ҷӯшон сӯхтагии шадидтарро ба вуҷуд меорад.
- Чӣ тавр илова кардани намак ба ях нуқтаи обшавии онро паст мекунад?
- ҷавобИлова кардани намак мувозинати байни обшавӣ ва яхшавии омехтаи оби яхро халалдор мекунад. Ин боиси обшавии яхи бештар дар ҳарорати пасттар аз маъмулӣ мегардад ва дар натиҷа нуқтаи яхшавии омехтаро паст мекунад.
- Чаро арақ дар рӯзи гарм ба хунук кардани бадан мусоидат мекунад?
- ҷавобАрақ ҳангоми бухор шудан аз пӯст аз ҳолати моеъ ба ҳолати газӣ мегузарад. Ин раванди бухоршавӣ энергияро талаб мекунад, ки аз пӯст гирифта мешавад ва бо ин васила онро хунук мекунад.
- Сублиматсия дар шароити тағйироти фаза чист?
- ҷавобСублиматсия ин гузариши мустақими фаза аз ҳолати сахт ба ҳолати газӣ бе гузаштан аз фазаи моеъ мебошад. Мисоли маъмул яхи хушк (дуоксиди карбони сахт) мебошад, ки мустақиман ба ҳолати гази дуоксиди карбон табдил меёбад.
- Чаро барои обшавии ях, ҳатто агар ҳарорат дар 0°C боқӣ монад ҳам, энергияи гармӣ лозим аст?
- ҷавобЭнергияи гармӣ барои шикастани пайвандҳои байнимолекулавӣ, ки яхро дар сохтори сахти он нигоҳ медоранд, истифода мешавад. Пас аз шикастани ин пайвандҳо, ях ба фазаи моеъ мегузарад, ҳарчанд дар ҳарорат тағироте ба амал намеояд.
- Фишор ба нуқтаи ҷӯшиши моеъ чӣ гуна таъсир мерасонад?
- ҷавобУмуман, зиёд кардани фишори беруна нуқтаи ҷӯшиши моеъро баланд мекунад, дар ҳоле ки коҳиш додани фишор нуқтаи ҷӯшиши онро паст мекунад. Аз ин рӯ, об дар баландиҳои баланд, ки фишори атмосфера пасттар аст, дар ҳарорати камтар аз 100°C меҷӯшад.
