5 ตัวอย่างของปัญหาที่เกิดจากความร้อน
1. ดีบุกที่มีมวล 2 กิโลกรัม มี ความร้อนจำเพาะ 130 จูล/กก.-1C-1จำนวนของ ความร้อน ซึ่งดีบุกจะดูดซับเพื่อเพิ่มอุณหภูมิจาก 50 องศาเซลเซียสoC ถึง 100oC คือ….
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวล (ม.) = 2 กก.
ความร้อนจำเพาะของดีบุก (c) = 130 J/kg-1C-1
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (ΔT) = 100oC - 50oC = 50oC
ถาม: ความร้อน (Q) ที่ดีบุกดูดซับ
คำตอบ :
สูตรความร้อน:
Q = mc ΔT
คำอธิบาย: Q = ความร้อน, m = มวล, c = ความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลง อุณหภูมิ
ความร้อนที่ดีบุกดูดซับ:
Q = (2 กก.)(130 J.กก.-1C-1)(50oC)
Q = (100)(130)
Q = 13000 จูล
Q = 1,3 x 104 จูล
2. ทองแดงที่มีความร้อนจำเพาะ 390 จูล/กิโลกรัม-1 โอC-1 ประสบกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 40oค. ถ้าความร้อนที่ทองแดงดูดซับระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคือ 200 แคลอรี ดังนั้นมวลของทองแดงคือ...
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความร้อนจำเพาะของทองแดง (c) = 390 J/kg-1 โอC-1
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (ΔT) = 40oC
ความร้อน (Q) = 40 จูล
ถาม: มวล (เมตร) ของทองแดง
คำตอบ :
Q = mc ΔT
= 40 (ม)(390)(40oC)
40 = (ม)(390)(40)
40 = (ม)(390)(4)
40 = (ม)(1560)
ม = 40/1560
ม. = 0,026 กก.
ทองแดงมีมวล 26 กรัม
3. น้ำมีมวล 20 กรัม และมีค่าความร้อนจำเพาะ 1 แคลอรีต่อกรัม-1 oC-1 โดยเริ่มแรกที่อุณหภูมิ 30oค. จงหาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำ หากน้ำดูดซับความร้อนไป 300 แคลอรี!
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
มวล (ม.) = 20 กรัม
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)1) = 30oC
ความร้อนจำเพาะของน้ำ (c) = 1 แคลอรีต่อกรัม-1 oC-1
ความร้อน (Q) = 300 แคลอรี
ถาม: การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำ
คำตอบ :
Q = mc ΔT
Q = mc (T2 - ท1)
300 แคลอรี = (20 กรัม)1 แคลอรี กรัม-1 oC-1)(T2 - 30oC)
300 = (20)(1)(T2 - 30)
300 = 20 (T2 - 30)
300 = 20 ตัน2 - 600
300 + 600 = 20 ตัน2
900 = 20 ตัน2
T2 = 900/20
T2 = 45oC
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ:
Δที = 45oC - 30oC
ΔT = 15oC
4. ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการลดอุณหภูมิของของเหลว 4 กิโลกรัม ซึ่งมีความจุความร้อนจำเพาะ 500 J/kg K จาก 40°C คือเท่าใด oC กลายเป็น 20 oC คือ…
ก. 20 กิโลจูล
B. 30 กิโลจูล
C. 40 กิโลจูล
ง. 50 กิโลจูล
E. 60 kJ
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 4 กก.
ความร้อนจำเพาะ (c) = 500 J/kg K = 500 J/kg Co
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (เดลต้า T) = 40 oC - 20 oC = 20 Co
ถาม :
ความร้อน (Q)
จาวาบ :
สูตรความร้อน :
Q = (m)(c)(delta T)
Q = (4)(500)(20) = 40.000 จูล = 40 กิโลจูล
kJ = กิโลจูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
5. วัตถุแข็งที่มีมวล 2 กิโลกรัม ถูกทำให้ร้อนขึ้นจากอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสoC กลายเป็น 100oC ต้องการความร้อน 7 × 105 จูล ความร้อนจำเพาะของวัตถุคือ…
ก. 400 จูล/กก. K
B. 500 J/กก. K
C. 700 J/kg K
ง. 1000 จูล/กก. เค
E. 5000 J/กก. K
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 2 กก.
ความร้อน (Q) = 7 × 105 จูล = 700.000 จูล
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (เดลต้า T) = 100 oC - 30 oC = 70 Co
ถาม :
ความร้อนจำเพาะ (c) ?
จาวาบ :
c = Q / m T
c = 700.000 J / (2 kg)(70 Co) = 700.000 จูล / 140 กิโลกรัม Co
c = 5000 J/kg Co
c = 5000 J/kg K
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
