15 ตัวอย่างของความร้อนและการเปลี่ยนแปลงสถานะ
การอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาความร้อน
1. ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเลขึ้น 1°C จะต้องใช้ ความร้อน 3900 จูล ถ้า ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำทะเลคือ 3,9 × 10³ J /Kg°C แล้วมวลของน้ำทะเลคือ…
ก. 100 กก.
B. 10 กก.
ค. 1 กก.
ง. 0,1 กก.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ( ΔT ) = 1 องศาเซลเซียส
ความร้อน (Q) = 3900 จูล
ความร้อนจำเพาะของน้ำทะเล (c) = 3,9 x 10³ J /Kg°C = 3900 J/Kg°C
คำถาม:มวลของน้ำทะเล (m³)
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc Δ T
คำอธิบาย: Q = ความร้อน, m = มวล, c = ความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
m = Q / c Δ T = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1
ดังนั้นมวลของน้ำทะเล (m) = 1 กิโลกรัม
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
2. ทองแดงมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 30°C ได้รับความร้อน 39.000 จูล ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของทองแดงคือ 390 จูล/กิโลกรัม°C อุณหภูมิสุดท้ายของทองแดงจะเป็น...
ก. 80°C
ข. 50°C
30 องศาเซลเซียส
ง. 20°C
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวล (ม.) = 2 กก.
อุณหภูมิเริ่มต้น (T 1 ) = 30 o C
ปริมาณความร้อนที่ดูดซับ (Q) = 39.000 จูล
ความร้อนจำเพาะ (c) ของทองแดง = 390 J/kg ° C
คำถาม:อุณหภูมิสุดท้ายของทองแดง (T 2 )
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT
คำอธิบาย: Q = ความร้อน, m = มวล, c = ความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
39.000 = (2)( 390)(T 2 – 30)
100 = (2)(1)(T 2 – 30)
100 = (2)(T 2 – 30)
50 = T 2 – 30
T 2 = 50 + 30
T 2 = 80 องศาเซลเซียส
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
3. ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 5 กิโลกรัมจาก 15°C เป็น 40°C จะต้องใช้ความร้อนเท่าใด….
(ความร้อนจำเพาะของน้ำ 4,2 × 10³ J /Kg°C)
เอ. 525.000 จูล
บี. 420.000 จูล
ซี. 150.000 จูล
ง. 21.000 จ.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวล (ม.) = 5 กก.
อุณหภูมิเริ่มต้น (T 1 ) = 15°C
อุณหภูมิสุดท้าย (T 2 ) = 40°C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 4,2 × 10³ J /kg°C
ถาม:ความร้อน (Q)
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT
Q = (5 กก.)( 4,2 × 10 3 J/กก.°C)(40°C – 15°C)
Q = (5)( 4,2 × 10 3 J)(25)
Q = 525 x 10³ J
Q = 525.000 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
4. น้ำ 2 กิโลกรัม ถูกทำให้ร้อนขึ้นจากอุณหภูมิ 24°C จนถึง 90°C ถ้าค่าความร้อนจำเพาะเท่ากับ 4.200 จูล/กิโลกรัม°C ปริมาณความร้อนที่น้ำได้รับคือ...
ก. 336.000 จูล
ข. 259.200 จูล
C. 554.400 จูล
ง. 543.600 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของน้ำ (ม.) = 2 กก.
อุณหภูมิเริ่มต้น (T 1 ) = 24°C
อุณหภูมิสุดท้าย (T 2 ) = 90°C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 4.200 จูล/กก.°C
คำถาม:ความร้อน (Q) ที่น้ำได้รับคือ….
คำตอบ :
แคลอรี:
Q = m c ΔT
Q = (2 กก.)( 4.200 จูล/กก.°C)(90°C – 24°C)
Q = (2 กก.)( 4.200 จูล/กก.°C)(66°C)
Q = (132)( 4.200 จูล)
Q = 554.400 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
5. น้ำมวล 5 กรัม ถูกทำให้ร้อนจาก 10°C เป็น 40°C ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 1 แคลอรี/กรัม°C ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำคือ...
ก. 100 แคลอรี
B. 150 แคลอรี
C. 200 แคลอรี
ง. 400 แคลอรี่
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวล (m) = 5 กรัม
อุณหภูมิเริ่มต้น (T 1 ) = 10 o C
อุณหภูมิสุดท้าย (T 2 ) = 40 o C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 1 แคลอรี/กรัม°C
คำถาม:ความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำคือเท่าใด
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT
Q = (5 กรัม)( 1 แคลอรี/กรัม°C)(40 ° C – 10 ° C)
Q = (5)( 1 แคลอรี)(30)
Q = 150 แคลอรี
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
6. ตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดคือ...
ก. อะลูมิเนียม
บี.ปรอท
เหล็ก
ดี. แก้ว
การอภิปราย
ความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ ค่าการนำความร้อนคือค่าทางกายภาพที่บ่งบอกถึงความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุ ยิ่งค่าการนำความร้อนสูง วัสดุนั้นก็ยิ่งนำความร้อนได้ดี
ด้านล่างนี้คือค่าการนำความร้อนของวัสดุหลายชนิด:
อะลูมิเนียม = 200 J/ms C o
เหล็ก = 40 จูล/มิลลิวินาทีโค
ปรอท = 8,30 จูล/มิลลิวินาทีโค
กระจก = 0,84 J/ms C o
จากข้อมูลข้างต้น ค่าการนำความร้อนที่สูงที่สุดคืออะลูมิเนียม
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
7. น้ำ 0,2 กิโลกรัม ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ถูกให้ความร้อนด้วยพลังงาน 42.000 จูล ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของน้ำเท่ากับ 4200 จูล/กิโลกรัมองศาเซลเซียส อุณหภูมิสุดท้ายของน้ำจะเป็น…..
ก. 100 องศาเซลเซียส
ข. 80 องศาเซลเซียส
75 องศาเซลเซียส
ง. 50 องศาเซลเซียส
การอภิปราย
หน่วยทั้งหมดแสดงเป็นหน่วยสากล ยกเว้นหน่วยอุณหภูมิซึ่งยังคงใช้หน่วยเซลเซียส เนื่องจากความร้อนใช้หน่วย J/kg ° C
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของน้ำ (ม.) = 0,2 กก.
ความร้อน (Q) = 42.000 จูล
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 4200 J/kg ° C
อุณหภูมิเริ่มต้น (T 1 ) = 25 o C
คำถาม:อุณหภูมิสุดท้าย (T 2 )
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
คำอธิบายสูตร:
Q = ความร้อน, m = มวล, c = ความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ, T 1 = อุณหภูมิเริ่มต้น, T 2 = อุณหภูมิสุดท้าย
อุณหภูมิสุดท้ายของน้ำคือ:
Q = mc (T 2 – T 1 )
42.000 = (0,2)(4200)(T 2 – 25)
42.000 = 840 (T 2 – 25)
42.000 = 840 T 2 – 21.000
42.000 + 21.000 = 840 T 2
63.000 = 840 ตัน2
T 2 = 63.000 / 840
T 2 = 75 องศาเซลเซียส
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงของรูปทรง
8. จากกราฟ ปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับน้ำ 5 กิโลกรัมในกระบวนการจาก C ไป D (ความร้อนจำเพาะของน้ำ = 4.200 J/kg ° C) คือ…
เอ. 210.000 จูล
บี. 420.000 จูล
ซี. 21.000.000 จูล
ง. 42.000.000 จ.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของน้ำ (ม.) = 5 กก.
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 4200 J/kg ° C
อุณหภูมิเริ่มต้น (T 1 ) = 0 o C
อุณหภูมิสุดท้าย (T 2 ) = 10 o C
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ( ΔT) = 10 ° C – 0 ° C = 10 ° C
คำถาม:ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับ (Q)
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg o C)( 10 o C) = (5)(4200 J)( 10 ) = (50)(4200 J) = 210.000 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
9. ดูที่กราฟด้านข้าง! ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเปลี่ยนน้ำแข็ง 200 กรัม ในกระบวนการ A ไปเป็น C ถ้าความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือ 2100 J/kg ° C และความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ 336.000 J/kg คือ…..
ก. 4.200 จูล
ข. 67.200 จูล
C. 71.400 จูล
ง. 75.600 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
หน่วยวัดทั้งหมดต้องแสดงตามระบบหน่วยสากล (International System of Units)
มวลของน้ำแข็ง (m) = 200 กรัม = 200/1000 กิโลกรัม = 0,2 กิโลกรัม
ความร้อนจำเพาะ (c) = 2100 J/kg ° C
ความร้อนของการหลอมน้ำแข็ง (L F ) = 336.000 J/kg
คำถาม:กระบวนการจากจุด A ไปยังจุด C ต้องใช้ความร้อนเท่าใด?
คำตอบ :
ในกระบวนการจาก A ไป B ความร้อนจะถูกดูดซับโดยน้ำแข็ง ทำให้อุณหภูมิของน้ำแข็งเพิ่มขึ้นจาก -10 องศาเซลเซียส เป็น 0 องศาเซลเซียส
ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับในกระบวนการ A ถึง B คำนวณได้โดยใช้สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT
คำอธิบายสูตร: Q = ความร้อนที่ถูกดูดซับ, m = มวลของน้ำแข็ง, c = ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็ง, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ดังนั้นปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับคือ:
Q 1 = mc ΔT = (0,2)( 2100)(0-(-10) = (0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 จูล
ในกระบวนการ B ถึง C ความร้อนจะถูกดูดซับเพื่อละลายน้ำแข็งทั้งหมดให้กลายเป็นน้ำ ในกระบวนการนี้ เกิดเพียงการเปลี่ยนแปลงสถานะ แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อุณหภูมิของน้ำแข็งและน้ำยังคงอยู่ที่ 0 องศาเซลเซียส
ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับในกระบวนการ B ถึง C คำนวณได้โดยใช้สูตรความร้อน:
Q 2 = m L F = (0,2 kg)( 336.000 J/kg) = 67200 จูล
ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับในกระบวนการ A ถึง C:
Q = Q 1 + Q 2 = 4200 จูล + 67200 จูล = 71400 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
10. ดูแผนภูมิแสดงผลการทดลองต่อไปนี้!
ถ้าให้ความร้อนแก่น้ำ 2 กิโลกรัม โดยที่ความร้อนของไอน้ำเท่ากับ 2,27 x 10⁶ จูล/กิโลกรัม ความร้อนจำเพาะของน้ำเท่ากับ 4.200 จูล/กิโลกรัม° C และความดันอากาศเท่ากับ 1 บรรยากาศ ปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับกระบวนการจากจุด B ไปยังจุด C คือ...
ก. 3.360 กิโลจูล
B. 4.540 กิโลจูล
C. 4.876 กิโลจูล
ง. 5.212 กิโลจูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของน้ำ (ม.) = 2 กก.
ความร้อนของการระเหยของน้ำ (L V ) = 2,27 x 10 6 J/kg
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 4.200 J/kg ° C
คำถาม:ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับในกระบวนการจาก B ไป C คือเท่าใด
คำตอบ :
ในกระบวนการจาก A ไป B ความร้อนที่น้ำดูดซับจะถูกนำไปใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำจาก 60 องศาเซลเซียสเป็น 100 องศาเซลเซียส ที่ความดันอากาศ 1 บรรยากาศ อุณหภูมิเดือดของน้ำคือ 100 องศาเซลเซียส และหลังจากถึงอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสแล้ว น้ำจะไม่เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอีกต่อไป แต่จะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส
ในกระบวนการ B ถึง C ความร้อนที่ดูดซับไว้จะถูกนำไปใช้ในการระเหยน้ำทั้งหมดให้กลายเป็นแก๊ส ปริมาณความร้อนที่ดูดซับไว้คำนวณได้จากสูตร:
Q = m L V = (2 kg)(2,27 x 10 6 J/kg) = 4,54 x 10 6จูล = 4540 x 10 3จูล = 4540 กิโลจูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
11.
โปรดสังเกตกราฟต่อไปนี้
น้ำแข็งมวล 50 กรัม ถูกทำให้ร้อนจาก -5 องศาเซลเซียสoC ถึงน้ำที่อุณหภูมิ 60oน้ำ C. ถ้าความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำแข็งเท่ากับ 80 แคลอรี/กรัม ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งจะเท่ากับ 0,5 แคลอรี/กรัม oC, ความร้อนจำเพาะของน้ำ = 1 แคลอรี/กรัม oถ้า C แล้ว ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการจาก C ไป D คือ….
ก. 125 แคลอรี
B. 3.000 แคลอรี
C. 4.000 แคลอรี
ง. 7.125 แคลอรี่
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของน้ำแข็ง (m es) = 50 กรัม
อุณหภูมิน้ำแข็ง (T es) = -5 oC
ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็ง (c es) = 0,5 แคลอรี/กรัม oC
ความร้อนจากการหลอมน้ำแข็ง (L น้ำแข็ง) = 80 แคลอรี/กรัม
อุณหภูมิน้ำ (T water) = 60 oC
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c น้ำ) = 1 แคลอรี/กรัม oC
คำถาม: ปริมาณความร้อนในกระบวนการจาก C ไป D คือเท่าใด
คำตอบ :
ในกระบวนการ A ถึง B อุณหภูมิของน้ำแข็งเปลี่ยนแปลงจาก -5 องศาเซลเซียส oC กลายเป็น 0 oC
ในขั้นตอน B ถึง C น้ำแข็งทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นน้ำ (ของแข็งเปลี่ยนเป็นของเหลว) ในกระบวนการนี้ อุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง
ในขั้นตอน C ถึง D อุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนแปลงจาก 0 oC กลายเป็น 60 oC
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ A ถึง B:
Q = mc ΔT
Q = (มes)(ces)(0 – Tes)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 แคลอรี่
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ B ถึง C:
Q = m L
Q = mes Les
Q = (50)(80) = 4000 แคลอรี่
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ C ถึง D:
Q = mc ΔT
Q = (มอากาศ)(cอากาศ)(Tอากาศ - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 แคลอรี่
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ A ถึง D:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 แคลอรี
ผู้เขียนคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับแต่ละกระบวนการเพื่อช่วยให้คุณเข้าใจวิธีการแก้ปัญหาประเภทนี้ คำถามคือปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับกระบวนการ C ถึง D คือเท่าใด
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
12.
จากกราฟที่อยู่ถัดจากจำนวนของ ความร้อน ต้องใช้น้ำแข็ง 3 กิโลกรัมในกระบวนการ ABC คือ… (ความร้อนจำเพาะ es = 2.100 J/kgoC, ความร้อนของการหลอมเหลว es = 336.000 J/kg)
ก. 630 กิโลจูล
B. 819 กิโลจูล
C. 1071 กิโลจูล
ง. 3276 กิโลจูล
การอภิปราย
กราฟด้านบนแสดงให้เห็นถึงกระบวนการเปลี่ยนสถานะจากน้ำแข็งเป็นน้ำ
ในกระบวนการ AB ความร้อนถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของน้ำแข็งจาก -10 องศาเซลเซียสoC ถึง 0oC.
Q = mc (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 จูล = 63 กิโลจูล (kJ = กิโลจูล)
ในกระบวนการ BC นั้น ความร้อนจะถูกใช้เพื่อละลายน้ำแข็งทั้งหมดให้กลายเป็นน้ำ ในกระบวนการนี้ อุณหภูมิของน้ำแข็งจะไม่เปลี่ยนแปลง
Q = m LF
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 จูล
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับการเกิดน้ำแข็งในกระบวนการ ABC คือ:
63 กิโลจูล + 1.008 กิโลจูล = 1071 กิโลจูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
13.
โปรดสังเกตกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำแข็ง 500 กรัม ที่อุณหภูมิ -10 องศาเซลเซียสoต่ำกว่า 1 องศาเซลเซียส! ถ้าความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือ 2100 จูล/กิโลกรัมoC, ความร้อนจำเพาะของน้ำ 4.200 J/kgoC และความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ 336.000 J/kg ต้องใช้ความร้อนเท่าใดสำหรับกระบวนการ BCD?
เอ. 31.500 จูล
บี. 63.000 จูล
ซี. 168.000 จูล
ง. 231.000 จ.
การอภิปราย
มวลของน้ำแข็งระบุเป็นกรัม ดังนั้นให้แปลงเป็นกิโลกรัม (หน่วยสากล) 500 กรัม = 0,5 กิโลกรัม
ในกระบวนการ BC นั้น ความร้อนถูกนำมาใช้เพื่อละลายน้ำแข็งทั้งหมดให้กลายเป็นน้ำ
Q = m LF
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 จูล
ในกระบวนการ CD นั้น ความร้อนถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของน้ำจาก 0 องศาเซลเซียสoC ถึง 30oC
Q = mc (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 จูล
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับการสร้างน้ำแข็งในกระบวนการ BCD:
168.000 จูล + 63.000 จูล = 231.000 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
14.
ลองดูแผนภูมิแสดงอุณหภูมิของน้ำแข็ง 1 กิโลกรัมด้านล่าง! ถ้าค่าความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือ 2.100 จูล/กิโลกรัมoC. ความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ 336.000 จูล/กิโลกรัม และความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4.200 จูล/กิโลกรัมoถ้าเช่นนั้น ความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ PQR คือ…
เอ. 10.500 จูล
บี. 21.000 จูล
ซี. 336.000 จูล
ง. 346.500 จ.
การอภิปราย
ในกระบวนการ PQ นั้น ความร้อนถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของน้ำแข็งจาก -5 องศาเซลเซียสoC ถึง 0oC
Q = mc (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 จูล
ในกระบวนการ QR นั้น ความร้อนจะถูกใช้เพื่อละลายน้ำแข็งทั้งหมดให้กลายเป็นน้ำ
Q = m LF
Q = (1)(336.000) = 336.000 จูล
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับการเกิดน้ำแข็งในกระบวนการ PQR คือ:
10.500 จูล + 336.000 จูล = 346.500 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
15. ดูแผนภูมิแสดงอุณหภูมิของน้ำแข็ง 1 กิโลกรัมด้านล่าง!
ถ้าความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือ 2.100 J/kg ° C ความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ 336.000 J/kg และความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4.200 J/kg ° C แล้วความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ PQR คือ…
เอ. 10.500 จูล
บี. 21.000 จูล
ซี. 336.000 จูล
ง. 346.500 จ.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวลของน้ำแข็ง = 1 กิโลกรัม
ความร้อนของการหลอมน้ำแข็ง (L F ) = 336.000 J/kg
ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็ง (c es) = 2.100 J/kg o C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c น้ำ) = 4.200 จูล/กก. ° C
คำถาม:ต้องใช้ความร้อนเท่าใดในกระบวนการ PQR
คำตอบ :
ในกระบวนการ P ถึง Q นั้น ความร้อนถูกใช้เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของน้ำแข็งจาก -5 องศาเซลเซียส เป็น 0 องศาเซลเซียส โดยคำนวณความร้อนได้จากสูตร: Q = mc ΔT โดยที่Q = ความร้อน, m = มวลของน้ำแข็ง, c = ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็ง, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจาก -5 องศาเซลเซียส เป็น 0 องศาเซลเซียส
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ P ถึง Q:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 จูล
ในกระบวนการ Q ถึง R ความร้อนถูกใช้ในการละลายน้ำแข็งทั้งหมดให้กลายเป็นน้ำ ในกระบวนการนี้ อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลง ความร้อนคำนวณได้จากสูตร: Q = m L Fโดยที่ Q = ความร้อน, m = มวลของน้ำแข็ง, L F = ความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง
ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการ Q ถึง R:
Q = ม. L F = (1)(336.000) = 336.000 จูล
ปริมาณแคลอรี่ทั้งหมด:
10500 + 336.000 = 346.500 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
ที่มาของคำถาม:
ข้อสอบวิชาวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมต้น/มัธยมต้นอิสลาม
