การอนุรักษ์พลังงานสำหรับการถ่ายเทความร้อน – ปัญหาและแนวทางแก้ไข

1. น้ำ 1 กิโลกรัม ที่ อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสผสมกับน้ำ 1 กิโลกรัม ที่อุณหภูมิ10 องศาเซลเซียสในระบบปิด ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ4200 จูล/กิโลกรัมองศาเซลเซียส จงหา อุณหภูมิสุดท้ายของส่วนผสม!

เป็นที่รู้จัก :

มวลของน้ำร้อน(m³ ) = 1 กก.

อุณหภูมิของน้ำร้อน(T 1 ) = 100 o C

มวลของน้ำเย็น(m² ) = 1 กก.

อุณหภูมิของน้ำเย็น(T 2 ) = 10 o C

ต้องการทราบ:อุณหภูมิสุดท้าย(T)

วิธีการแก้ปัญหา:

ความร้อนที่สูญเสียไป = ความร้อนที่ได้รับ (ระบบแยกตัว)

m c Δ T = m c Δ T

m Δ T = m Δ T

m 1 (T 1 – T) = m 2 (T – T 2 )

(1)(100 – T) = (1)(T – 10)

100 – T = T – 10

100 + 10 = T + T

110 = 2 ตัน

T = 110 / 2

ที = 55

อุณหภูมิสุดท้ายคือ55 องศาเซลเซียส

ดูสิ่งนี้ด้วย  การประยุกต์ใช้หลักการของเบอร์นูลลี

2. ก้อนตะกั่วหนัก 3 กิโลกรัม ที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสo วางตะกั่วในน้ำ 10 กิโลกรัม ค่าความร้อนจำเพาะของตะกั่วคือ 1400 จูลต่อกิโลกรัม-1C-1 และค่าความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4200 จูลต่อกิโลกรัม-1C-1อุณหภูมิสุดท้ายในสภาวะสมดุลทางความร้อนคือ 20oC. จงหาอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำ!

เป็นที่รู้จัก :

มวล(m 1 ) = 3 กก.

ความร้อนจำเพาะของตะกั่ว(c 1 ) = 1400 J.kg -1 C -1

อุณหภูมิของตะกั่ว(T 1 ) = 80 องศาเซลเซียส

มวลของน้ำ(m² ) = 10 กก.

ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c 2 ) = 4200 J.kg -1 C -1

อุณหภูมิสมดุลทางความร้อน(T) = 20 องศาเซลเซียส

ต้องการทราบ:อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำ(T 2 )

วิธีการแก้ปัญหา:

ความร้อนที่สูญเสียไป = ความร้อนที่ได้รับ

ปริมาณตะกั่ว= ปริมาณน้ำ

m 1 c 1 ΔT = m 2 c 2 ΔT

(3)(1400)(80-20) = (10)(4200)(20-T)

(4200)(60) = (42,000)(20-T)

252,000 = 840,000 – 42,000 T

42,000 T = 840,000 – 252,000

42,000 T = 588,000

T = 588,000 / 42,000

ที = 14

อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำคือ14 องศาเซลเซียส

ดูสิ่งนี้ด้วย  ปริมาณทางกายภาพ หน่วย มิติ – ปัญหาและวิธีแก้ไข

3. ก้อนทองแดงที่ 100oC วางในน้ำ 128 กรัมที่ 30 oC. ความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 1 cอัล.จี-1oC-1 และค่าความร้อนจำเพาะของทองแดงคือ 0.1 cอัล.จี-1oC-1. ถ้าอุณหภูมิของสมดุลความร้อนคือ 36 oC, จงหาค่ามวลของทองแดง!

เป็นที่รู้จัก :

อุณหภูมิของทองแดง(T 1 ) = 100 o C

ความร้อนจำเพาะของทองแดง(c 1 ) = 0.1 c al.g -1o C -1

มวลของน้ำ(m² ) = 128 กรัม

อุณหภูมิของน้ำ(T 2 ) = 30 องศาเซลเซียส

ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c 2 ) = 1 c al.g -1o C -1

อุณหภูมิสมดุลทางความร้อน(T) = 36 องศาเซลเซียส

ต้องการทราบ:มวลของทองแดง( )

วิธีการแก้ปัญหา:

ความร้อนที่สูญเสียไป = ความร้อนที่ได้รับ

ปริมาณทองแดง= ปริมาณน้ำ

m 1 c 1 ΔT = m 2 c 2 ΔT

(m 1 )(0.1)(100-36) = (128)(1)(36-30)

(ม1 )(0.1)(64) = (128)(1)(6)

(ม1 )(6.4) = 768

ม. 1 = 768 / 6.4

ม. 1 = 120

ทองแดงมีมวล120 กรัม

ดูสิ่งนี้ด้วย  กำหนดช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ถูกยิง

4. ก้อนน้ำแข็งขนาด M กิโลกรัมที่ 0oC วางในน้ำ 340 กรัมที่ 20oC ในถังขนาดใหญ่ ถ้าหาก ความร้อนของการหลอมเหลว สำหรับน้ำ = 80 แคลอรี กรัม-1, ความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 1 แคลอรี กรัม-1 oC-1. น้ำแข็งทั้งหมดละลายและอุณหภูมิของ... สมดุลความร้อน is 5oC, จงหาค่ามวลของน้ำแข็ง!

เป็นที่รู้จัก :

มวลของน้ำ(m) = 340 กรัม

อุณหภูมิของน้ำแข็ง(T ice ) = 0 o C

อุณหภูมิของน้ำ(T น้ำ ) = 20 องศาเซลเซียส

อุณหภูมิสมดุลทางความร้อน(T) = 5 องศาเซลเซียส

ความร้อนของการหลอมเหลวของน้ำ( L ) = 80 cal g⁻¹

ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c ของน้ำ ) = 1 แคลอรีต่อกรัมต่อองศาเซลเซียส

ต้องการ:มวลน้ำแข็ง(M)

วิธีการแก้ปัญหา:

ความร้อนที่สูญเสียไป = ความร้อนที่ได้รับ

ปริมาณน้ำ = ปริมาณน้ำแข็ง

( ΔT) = มอีส L อีส + ม( Δ T)

(340)(1)(20-5) = M (80) + M (1)(5-0)

(340)(15) = 80M + 5M

5100 = 85 ล้าน

M = 5100/85

M = 60 กรัม

แพ็คเกจ wpdm_id='714'

  1. การแปลงหน่วยอุณหภูมิ
  2. การขยายตัวเชิงเส้น
  3. การขยายพื้นที่
  4. การขยายปริมาตร
  5. ความร้อน
  6. ค่าเทียบเท่าเชิงกลของความร้อน
  7. ความร้อนจำเพาะและความจุความร้อน
  8. ความร้อนแฝง ความร้อนของการหลอมเหลว ความร้อนของการระเหย
  9. การอนุรักษ์พลังงานเพื่อการถ่ายเทความร้อน

แสดงความคิดเห็น