Qora tanlilar tamoyillarini tushunish
Agar biz ochiq idishda (masalan, chelakda) issiq va sovuq suvni aralashtirsak, issiqlik issiq suvdan sovuq suvga o'tadi. Idish ochiq bo'lgani uchun issiqlikning bir qismi havoga o'tadi. Idish ham iliqlashadi. Issiq suv chiqaradigan issiqlik nafaqat sovuq suv tomonidan, balki havo va idish tomonidan ham so'riladi. Bu holda, chelak izolyatsiyalanmagan tizimdir.
Yopiq termosda issiq va sovuq suvni aralashtirganimizda, issiqlik issiq suvdan sovuq suvga o'tadi. Termos izolyatsiya qilingan tizim bo'lib , havoga yoki termosga issiqlik o'tkazilmaydi. Issiq suv chiqaradigan issiqlik aralashma termal muvozanatga yetguncha sovuq suv tomonidan so'riladi.
Blekning printsipi shuni ko'rsatadiki, izolyatsiya qilingan yopiq tizimda yuqori haroratli jism tomonidan chiqarilgan issiqlik = past haroratli jism tomonidan yutilgan issiqlik.
Blekning asosiy formulasi
Qo'chirilgan = Qyutish
Tavsif: Qo'chirilgan = yuqori haroratli jism tomonidan chiqariladigan issiqlik, Qyutish = past haroratli jismlar tomonidan yutilgan issiqlik.
Blekning asosiy savollariga misollar
1. Massasi 1 kg va harorati 100 gradus bo'lgan issiq temir bo'lagi oC massasi 2 kg va harorati 20 daraja bo'lgan suv solingan idishga solinadi oC. Aralashmaning yakuniy harorati qanday? Temirning solishtirma issiqlik sig'imi = 450 J/kg Co, suvning solishtirma issiqlik sig'imi = 4200 J/kg Co.
Munozara:
Bu aniq :
m temir = 1 kg, Tsemirish = 100 oC, m suv = 2 kg, Thavo = 20 oC, c temir = 450 J/kg Co, c suv = 4200 J/kg Co.
So'ralgan :
T aralashmasi?
Javob :
Temir suvdan yuqori haroratga ega, shuning uchun temir issiqlikni chiqaradi, suv esa issiqlikni yutadi.
(m)(c)(delta T) = (m)(c)(delta T)
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(450)(100-T) = (8400)(T-20)
45000 – 450T = 8400 T – 168000
45000 + 168000 = 8400 T + 450 T
213000 = 8850 T
T = 213000 : 8850
T = 24 oC
Suhu Issiq temir va sovuq suv aralashmasining ikkalasi ham termal muvozanatda bo'lganda oxirgi harorati 24 ga teng. oC.
2. 2015/2016 SMA/MA Fizika bo'yicha 20-sonli milliy imtihon savoli
0 o C haroratdagi 75 gramm suv 50 gramm suv bilan aralashtiriladi, shunda aralashmaning harorati 40 o C ga teng bo'ladi, shuning uchun 50 gramm suvning boshlang'ich harorati...
A. 125 ° C
B. 120 o C
C. 110 o C
D. 100 o C
E. 80 o C
Munozara
Ma'lumki:
Suvning massasi 1 (m² ) = 75 gramm
Suvning boshlang'ich harorati 1 (T1 ) = 0 o C
Suvning massasi 2 (m² ) = 50 gramm
Aralashmaning yakuniy harorati (T) = 40 o C
Massa birliklari bir xil, shuning uchun ularni konvertatsiya qilish shart emas.
Kerakli: Suvning boshlang'ich harorati 2 ( T2 )
Javob:
Blekning printsipi shuni ko'rsatadiki, izolyatsiya qilingan yopiq tizimda yuqori haroratli jism tomonidan chiqarilgan issiqlik past haroratli jism tomonidan yutilgan issiqlikka teng.
Q ajralib chiqdi = Q so'rildi
m 1 c ( Δ T 1 ) = m 2 c ( Δ T 2 )
Suvning solishtirma issiqlik sig'imi bir xil, shuning uchun c tenglamadan chiqarib tashlanadi.
m1 ( ΔT1 ) = m2 ( ΔT2 )
(75)(40 – 0) = (50)(T2 – 40)
(75)(40) = (50)(T2 – 40)
3000 = 50 T 2 – 2000
3000 + 2000 = 50 T 2
5000 = 50 T 2
T2 = 100
To'g'ri javob D.
3. 2015/2016 SMA/MA Fizika BMT savollari №20
200 grammli metall 120 o C gacha qizdiriladi , so'ngra 30 o C haroratdagi 100 gramm suvga solinadi. Muvozanatdan so'ng, aralashmaning harorati 60 o C ga teng bo'ladi. Agar suvning solishtirma issiqligi 4200 J.kg -1 o C -1 bo'lsa , unda metallning solishtirma issiqligi...
A. 10,5 J.kg -1o C -1
B. 105 J.kg -1o C -1
C. 150 J. kg -1o C -1
D. 1050 J.kg -1o C -1
E. 1500 J.kg -1o C -1
Munozara
Massa birliklarini grammdan kilogrammga o'tkazish (Xalqaro birliklar tizimi)
Ma'lumki:
Metall massasi (m1 ) = 200 gramm = 0,2 kg
Metall harorati (T1 ) = 120 o C
Suv massasi (m² ) = 100 gramm = 0,1 kg
Suv harorati (T2 ) = 30 o C
Aralashmaning yakuniy harorati (T) = 60 o C
Suvning solishtirma issiqlik sig'imi (c2 ) = 4200 J.kg -1 o C -1
Savol berildi: Metallning solishtirma issiqlik sig'imi (c 1 )
Javob:
Q ajralib chiqdi = Q so'rildi
m1 c1 (ΔT1) = m2 c2 (ΔT2)
(0,2)(c 1 )(120 – 60) = (0,1)(4200)(60 – 30)
(0,2)(c 1 )(60) = (0,1)(4200)(30)
12 c 1 = 12600
c 1 = 12600 / 12
c 1 = 1050
To'g'ri javob D.
4. 2018-yilgi o'rta maktab/kasb-hunar maktabi uchun milliy imtihon savollari
35 o C haroratdagi 400 ml suv solingan idishga 250 ml qaynoq suv (100 o C) quyiladi . Issiqlik muvozanati yuzaga kelgandan so'ng, aralashmaning harorati… (suvning solishtirma issiqligi 1,0 kal.gr -1 o C -1 )
Munozara
Bu aniq:
Issiq suv harorati = 100 o C
Issiq suv hajmi = 250 ml = 0,25 litr = 0,25 dm3 = (0,25)(1000 sm3 ) = 250 sm3
Sovuq suv harorati = 35 o C
Sovuq suv hajmi = 400 ml = 0,4 litr = 0,4 dm³ = (0,4)(1000 sm³ ) = 400 sm³
Suvning solishtirma issiqlik sigʻimi = 1,0 kal.gr -1 C -1
Suv zichligi = 1 gr/ sm3
So'ralgan: Aralashmaning harorati
Javob:
Zichlik formulasidan foydalanib, issiq va sovuq suvning massasini hisoblang:
m = ρ V
m = massa, ρ = zichlik, V = hajm
Issiq suvning massasi: m = ρ V = ( 1 gr/sm³ ) (250 sm³ ) = 250 gramm
Sovuq suvning massasi: m = ρ V = ( 1 gr/sm³ ) (400 sm³ ) = 400 gramm
Blekning asosiy formulasidan foydalanib, aralashmaning haroratini hisoblang:
Sovuq suv bilan yutilgan issiqlik = issiq suv bilan ajralib chiqadigan issiqlik
mc Δ T = mc Δ T
Solishtirma issiqlik bir xil, shuning uchun u tenglamadan chiqarib tashlanadi.
m Δ T = m Δ T
(400)(T-35) = (250)(100-T)
400T – 14000 = 25000 – 250T
400T + 250T = 25000 + 14000
650T = 39000
T = 39000 / 650
T = 60 o C
