9. ความร้อน มวล ความร้อนจำเพาะ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ – ปัญหาและวิธีแก้ปัญหา
1. ตะกั่วหนัก 2 กิโลกรัมถูกทำให้ร้อนจาก 50oC ถึง 100oC. ความร้อนจำเพาะ ของตะกั่วคือ 130 จูล/กก.-1 โอC-1. เท่าใด ความร้อน ตะกั่วดูดซับสารนี้หรือไม่?
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 2 กก.
ความร้อนจำเพาะ(c) = 1 3 0 J.kg -1 C -1
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ( ΔT ) = 100 ° C – 50 ° C = 50 ° C
ต้องการ:ความร้อน(Q)
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc Δ T
Q = ความร้อน, m = มวล, c = ความจุความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ปริมาณความร้อนที่ตะกั่วดูดซับ:
Q = (2 กก.)(1 3 0 J.kg -1 C -1 )(50 o C)
Q = (100)(1 3 0)
Q = 1 3,000 จูล
Q = 1.3 x 10⁴จูล
2. ความจุความร้อนจำเพาะของทองแดงคือ 390 จูล/ กก.° Cและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิคือ40 ° C ถ้าทองแดงดูดซับความร้อน 40 จูล มวลของทองแดงจะเป็นเท่าใด!
เป็นที่รู้จัก :
ความร้อนจำเพาะของทองแดง( c) = 390 J/kg ° C
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ( ΔT ) = 40 องศาเซลเซียส
ความร้อน ( Q) = 40 จูล
ต้องการ:มวล (เมตร) ของทองแดง
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc Δ T
40 J = (m)( 390 J/kg ° C )(40 ° C)
40 = (ม)( 390 /กก.)(40)
40 = (ม)( 390 /กก)(4)
40 = (ม.)( 1560 /กก. )
ม = 40 / 1560
ม. = 0.026 กก.
ม = 26 กรัม
3. น้ำ 20 กรัม มีอุณหภูมิเริ่มต้น 30 องศาเซลเซียส ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 1 แคลอรีต่อ กรัม ต่อองศาเซลเซียสถ้าหากน้ำดูดซับความร้อน 300 แคลอรี จงหาอุณหภูมิสุดท้าย!
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 20 กรัม
อุณหภูมิเริ่มต้น(T 1 ) = 30 o C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c) = 1 แคลอรีต่อกรัมo C -1
ความร้อน(Q) = 300 แคลอรี
สิ่งที่ต้องการทราบ:อุณหภูมิสุดท้ายของน้ำ
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc ΔT
300 แคลอรี = (20 กรัม)( 1 แคลอรีต่อกรัม-1 องศาเซลเซียส-1 )( T 2 -30 )
300 = (20)(1)( T 2 -30)
300 = 20 ( T 2 -30 )
300 = 20 T 2 – 600
300 + 600 = 20T 2
900 = 20T 2
T 2 = 900 / 20
T 2 = 45
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิคือ 45 องศาเซลเซียส – 30 องศาเซลเซียส = 15 องศาเซลเซียส
4. Tการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ของน้ำทะเล is 1oC เมื่อน้ำดูดซับความร้อน 3900 จูล ความร้อนจำเพาะของน้ำทะเลคือ 3.9 10 ×3 J/kg°C, มวลของน้ำทะเลคือเท่าไร?
เป็นที่รู้จัก :
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ( ΔT ) = 1 องศาเซลเซียส
ความร้อน(Q) = 3900 จูล
ความร้อนจำเพาะของน้ำทะเล(c) = 3.9 x 10³ J/ kg °C = 3900 J/kg° C
ต้องการ :มวล(เมตร)
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc Δ T
Q = ความร้อน, m = มวล, c = ความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
m = Q / c Δ T = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 กก.
5. ทองแดงหนัก 2 กิโลกรัม ดูดซับความร้อน 39,000 จูล ที่ อุณหภูมิ30°C ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของทองแดงคือ 390 จูล/กิโลกรัม°C อุณหภูมิสุดท้ายของทองแดงจะเป็นเท่าใด…
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 2 กก.
อุณหภูมิเริ่มต้น(T 1 ) = 30 o C
ความร้อน(Q) = 39,000 จูล
ความร้อนจำเพาะ(c) ของทองแดง= 390 J/kg ° C
ต้องการทราบ:อุณหภูมิสุดท้าย(T 2 )
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc ΔT
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
6. น้ำ 5 กิโลกรัมถูกทำให้ร้อนจาก 15°C เป็น 40°C จงหาปริมาณความร้อนที่น้ำดูดซับไว้ ค่าความร้อนจำเพาะของน้ำคือ4.2 × 10³ J /Kg°C
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 5 กก.
อุณหภูมิเริ่มต้น(T 1 ) = 15°C
อุณหภูมิสุดท้าย(T 2 ) = 40°C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c) = 4.2 × 10³ J /kg°C
ต้องการ:ความร้อน(Q)
วิธีการแก้ปัญหา:
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
7. น้ำ 2 กิโลกรัมถูกทำให้ร้อนจาก 24°C เป็น 90°C จงหาปริมาณความร้อนที่น้ำดูดซับไว้ ค่าความร้อนจำเพาะของน้ำคือ4.2 × 10³ J /Kg°C
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 2 กก.
อุณหภูมิเริ่มต้น(T 1 ) = 24°C
อุณหภูมิสุดท้าย(T 2 ) = 90°C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c) = 4,200 จูล/กก.°C
ต้องการ ::ความร้อน(Q)
วิธีการแก้ปัญหา:
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
8. น้ำ 5 กรัม ถูกทำให้ร้อนจาก 10°C ถึง 40°C จงหาปริมาณความร้อนที่น้ำดูดซับไว้ ค่าความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 1 × 10³ แคลอรี / กรัม° C
เป็นที่รู้จัก :
มวล (m) = 5 กรัม
อุณหภูมิเริ่มต้น(T 1 ) = 10 o C
อุณหภูมิสุดท้าย(T 2 ) = 40 o C
ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c) = 1 c al/ gr°C
ต้องการ : ความร้อน
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc ΔT
Q = (5 กรัม)( 1 แคลอรี/กรัม°C)(40 ° C – 10 ° C)
Q = (5)( 1 c al)(30)
Q = 150 แคลอรี
9. น้ำ 0.2 กิโลกรัม ดูดซับความร้อน 42,000 จูล ที่อุณหภูมิ25 องศาเซลเซียส ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4200 จูล/กิโลกรัมองศาเซลเซียส อุณหภูมิสุดท้ายของน้ำจะเป็นเท่าใด
เป็นที่รู้จัก :
มวลของน้ำ(ม.) = 0.2 กก.
ความร้อน(Q) = 42,000 จูล
ความร้อนจำเพาะของน้ำ(c) = 4200 J/kg ° C
อุณหภูมิเริ่มต้น(T 1 ) = 25 o C
ต้องการทราบ:อุณหภูมิสุดท้าย(T 2 )
วิธีการแก้ปัญหา:
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
คิว = ความร้อน, m = มวล, c = ความร้อนจำเพาะ, ΔT = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ, T1 = อุณหภูมิเริ่มต้น, T2 = อุณหภูมิสุดท้าย
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
- การแปลงหน่วยอุณหภูมิ
- การขยายตัวเชิงเส้น
- การขยายพื้นที่
- การขยายปริมาตร
- ความร้อน
- ค่าเทียบเท่าเชิงกลของความร้อน
- ความร้อนจำเพาะและความจุความร้อน
- ความร้อนแฝง ความร้อนของการหลอมเหลว ความร้อนของการระเหย
- การอนุรักษ์พลังงานเพื่อการถ่ายเทความร้อน
