1. Ìtumọ̀ ìlànà dúdú
Tí a bá da omi gbígbóná àti omi tútù pọ̀ sínú àpótí tí a ṣí sílẹ̀ (fún àpẹẹrẹ bọ́tììkì), ooru a máa gbé láti omi gbígbóná sí omi tútù. Nítorí pé àpótí náà ṣí sílẹ̀, ooru kan a máa gbé sínú afẹ́fẹ́. Àpótí náà a máa gbóná. Ooru tí omi gbígbóná a máa tú jáde kì í ṣe omi tútù nìkan ni ó máa ń gbà, afẹ́fẹ́ àti àpótí náà a sì tún máa ń gbà á. Nínú ọ̀ràn yìí, àpótí náà jẹ́ ètò tí kò ní ìyàsọ́tọ̀. Tí a bá da omi gbígbóná àti omi tútù pọ̀ sínú thermos tí a ti sé, ooru a máa gbé láti omi gbígbóná sí omi tútù. Thermos jẹ́ ètò tí a yà sọ́tọ̀, nítorí náà ooru kò sí sí afẹ́fẹ́ tàbí thermos. Omi tútù a máa gba ooru tí omi gbígbóná a máa tú jáde títí tí adalu omi gbígbóná àti omi tútù yóò fi dé ìwọ̀n ooru.
Ìwé Ìlànà Dúdú sọ pé nínú ètò tí a ti pa mọ́, ooru tí ohun tí ó ní iwọ̀n otútù gíga ń tú jáde = ooru tí ohun tí ó ní iwọ̀n otútù kékeré ń gbà.
2. Fọ́múlá ìlànà dúdú
Ìtújáde Q = ìfàmọ́ra Q
Ìtújáde Q = ooru tí àwọn ohun tí ó ní iwọ̀n otútù gíga ń tú jáde, ìfàmọ́ra Q = ooru tí àwọn ohun tí ó ní iwọ̀n otútù kékeré ń gbà.
3. Àpẹẹrẹ ìbéèrè àti ìjíròrò
Àpẹẹrẹ ìṣòro 1.
A máa fi irin gbígbóná tí ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 1 kg àti ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 100 o C sínú àpótí tí ó ní omi 2 kg àti ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 20 o C. Kí ni ìwọ̀n otútù adalu ìkẹyìn? Ooru pàtó ti irin = 450 J/kg C o , ooru pàtó ti omi = 4200 J/kg C o.
A mọ̀:
Ìwọ̀n irin (m) = 1 kg
Iwọn otutu irin (T) = 100 oC
Ìwọ̀n omi (m) = 2 kg
Iwọn otutu omi (T) = 20 o C
Ooru pàtó fún irin (c) = 450 J/kg C o
Ooru pàtó fún omi (c) = 4200 J/kg C o
A fẹ́: T?
Ojutu:
Irin ní ooru tó ga ju omi lọ, nítorí náà irin náà ń tú ooru jáde, omi sì ń gba ooru.
Ìtújáde Q = ìfàmọ́ra Q
mc ΔT = mc ΔT
(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 o C
Iwọn otutu ikẹhin ti adalu irin gbigbona ati omi tutu nigbati awọn mejeeji ba wa ni iwọntunwọnsi ooru jẹ 24 oC.
Àpẹẹrẹ ọ̀rọ̀ kejì.
Ìwọ̀n yìnyín 0.2 kg tí a dà pọ̀ mọ́ tíì gbígbóná pẹ̀lú ìwọ̀n 0.2 kg. Ìwọ̀n yìnyín 0.2 kg tí a dà pọ̀ mọ́ tíì gbígbóná pẹ̀lú ìwọ̀n 0.2 kg. Ìwọ̀n yìnyín 0 = -10 o C, ìwọ̀n yìnyín 0 = 40 o C. Ìwọ̀n yìnyín 0 = 2100 J/kg C , ìwọ̀n yìnyín 0 = 4200 J/kg C , ìwọ̀n yìnyín 0 = 334000 J/kg. A máa ń da yìnyín àti tíì pọ̀ mọ́ ètò kan tí a ti sé mọ́.
A mọ̀:
Ìwọ̀n yìnyín (m) = 0.2 kg
Ìwọ̀n tíì (m) = 0.2 kg
Ooru omi pàtó (c) = 4180 J/kg C o
Ooru pàtó ti yinyin (c) = 2100 J/kg C o
Ooru idapọ omi (L F ) = 334 x 10 3 J/kg
Iwọn otutu ti yinyin (T yinyin ) = -10 oC
Iwọn otutu ti tii (T tii ) = 40 oC
Ti a fe: adalu T
Ojutu:
Igbese akọkọ, ṣe iṣiro ipo ikẹhin
Ooru ti omi gbọdọ tu silẹ lati dinku iwọn otutu ti 0.2 kg ti tii gbona, lati 40 oC si 0 oC
Ìtújáde Q = mc ∆T
Ìtújáde Q = (0.2 kg) (4180 J/Kg C o ) (40 o C – 0 o C)
Ìtújáde Q = (0.2 kg) (4180 J/Kg C o ) (40 o C)
Ìtújáde Q = 33,440 Joule
Ìtújáde Q = 33.44 kJ
A máa ń fi 0.2 kg ti yinyin gba ooru láti mú kí iwọ̀n otútù pọ̀ sí i láti -10 oC sí 0 oC
Q ti a gba sinu = mc ∆T
Q ti a gba = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (0 o C – (-10 o C))
Q ti a gba = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (10 o C)
Q ti a gba = 4,200 Joule
Q ti a gba sinu = 4.2 kJ
Ooru ti a gba lati yo 0.2 kg ti yinyin (ooru ti a nilo lati yo gbogbo yinyin sinu omi)
Ìdàpọ̀ Q = m L F
Ìdàpọ̀ Q = (0.2 kg) (334 x 10 3 J/kg)
Ìdàpọ̀ Q = 66.8 x 10 Joule 3
Ìdàpọ̀ Q = 66.8 kJ
Da lori awọn iṣiro ti o wa loke, awọn abajade wa:
Ìtújáde Q = 33.44 kJ
Q fa ára = 4.2 kJ
Ìdàpọ̀ Q = 66.8 kJ
Tí tíì bá tú ooru tó tó 33.44 kJ jáde, ìwọ̀n otútù tíì náà máa ń yípadà láti 40 oC sí 0 oC . A máa ń lo ooru kan tí a tú jáde (tó tó 4.2 kJ) láti gbé ìwọ̀n otútù yìnyín sókè láti -10 oC sí 0 oC . 33.44 kJ – 4.2 kJ = 29.24 kJ. Ooru tó kù = 29.24 kJ. Láti yọ́ gbogbo yìnyín sínú omi, a nílò ooru 66.8 kJ. Ooru tó kù jẹ́ 29.24 kJ nìkan.
Ní ìparí, ooru tí a fi tii gbígbóná tú jáde nìkan ni a ń lò láti gbé ìgbóná yìnyín sókè láti -10 oC sí 0 oC kí a sì yọ́ díẹ̀ nínú yìnyín náà. Àwọn yìnyín kan ti yọ́ sí omi; àwọn kan kò tíì yọ́. Nígbà tí a ń yí ohun líle kan padà sí omi, ìgbóná náà kò yípadà. Nítorí náà, ìgbóná yìnyín náà kò yípadà. Nítorí náà, ìgbóná yìnyín náà = 0 oC.
Àpẹẹrẹ ìṣòro 3.
ìwọ̀n tíì gbígbóná (m) = 0.4 kg,
ìwọ̀n yìnyín (m)= 0.2 kg,
iwọn otutu ti yinyin = -10 o C
iwọn otutu ti tii gbona = 90 o C.
Tí a bá da àwọn méjèèjì pọ̀, kí ni ìwọ̀n otútù adalu ìkẹyìn?
Ooru pàtó fún omi (c) = 4180 J/kg C o ,
Ooru pàtó fún yìnyín (c) = 2100 J/kg C o ,
Ooru idapọ omi (L F ) = 334 x 103 J/kg
Ojutu:
Igbesẹ akọkọ: Ṣe iṣiro ipo ikẹhin
Ooru ti omi gbọdọ tu silẹ lati dinku iwọn otutu ti 0.4 kg ti tii gbona, lati 90 oC si 0 oC
Ìtújáde Q = mc ∆T
Ìtújáde Q = (0.4 kg) (4180 J/Kg C o ) (90 o C – 0 o C)
Ìtújáde Q = (0.4 kg) (4180 J/Kg C o ) (90 o C)
Ìtújáde Q = 150,480 Joule
Ìtújáde Q = 150.48 kJ
Ooru tí 0.2 kg ti yinyin gbà láti mú kí iwọ̀n otútù rẹ̀ pọ̀ sí i láti -10 oC sí 0 oC
Q ti a gba sinu = mc ∆T
Q ti a gba = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (0 o C – (-10 o C))
Q ti a gba = (0.2 kg) (2100 J/Kg C o ) (10 o C)
Q ti a gba = 4,200 Joule
Q ti a gba sinu = 4.2 kJ
Ooru ti a nilo lati yo 0.2 kg ti yinyin (ooru ti a nilo lati yi gbogbo yinyin pada si omi)
Ìdàpọ̀ Q = m L F
Ìdàpọ̀ Q = (0.2 kg) (334 x 10 3 J/Kg)
Ìdàpọ̀ Q = 66.8 x 10 Joule 3
Ìdàpọ̀ Q = 66.8 kJ
Da lori awọn iṣiro ti o wa loke, awọn abajade:
Ìtújáde Q = 150.48 kJ
Q ti a gba sinu = 4.2 kJ
Ìdàpọ̀ Q = 66.8 kJ
Nígbà tí tíì gbígbóná tú ooru jáde 150.48 kJ, iwọn otutu tii gbígbóná náà yípadà láti 90 oC sí 0 oC . A lo ooru kan tí a tú jáde (tó tó 4.2 kJ) láti gbé iwọn otutu yìnyín sókè láti -10 oC sí 0 oC.
150.48 kJ – 4.2 kJ = 146.28 kJ. Ooru ti o ku = 146.28 kJ.
Ooru ti a nilo lati yo gbogbo yinyin sinu omi jẹ 66.8 kJ nikan. 146.28 kJ – 66.8 kJ = 79.48 kJ. O wa jade pe afikun naa jẹ 79.48 kJ. Tii gbigbona kii tu gbogbo ooru silẹ titi ti iwọn otutu yoo fi dinku si 0 oC . Ipari: iwọn otutu ti adalu ikẹhin gbọdọ tobi ju 0 oC lọ.
Igbese Keji: Pinnu iwọn otutu ikẹhin (T)
Ooru ti a nilo lati mu iwọn otutu yinyin pọ si lati -10 oC si 0 oC = 4200 Joules
Ooru naa ni lati yo gbogbo yinyin sinu omi ti a tun mọ bi ooru ti o farasin = 66,800 Joules
Ooru naa ni lati mu iwọn otutu omi (omi lati inu gbogbo idapọ yinyin) pọ si lati 0 o C si T = (iwọn yinyin) (ooru omi) (T – 0 o C) = (0.2 kg) (4180 J/kg C o )(T) = (836 T) J/C o
Ooru ti a tu silẹ nipasẹ tii gbona lati dinku iwọn otutu lati 90 oC si T = (iwọn omi gbona) (iru omi ooru) (90 oC – T) = (0.4 kg) (4180 J/kg C o ) (90 oC – T) = 1672 J/C o (90 oC – T) = 150,480 J – (1672 T) J/C o
4200 J + 66,800 J + (836 T) J/C o = 150,480 J – (1672 T) J/C o
71,000 J + (836 T) J/C o = 150,480 J – (1672 T) J/C o
(836 T) J/C o + (1672 T) J/C o = 150,480 J – 71,000 J
(2508 T) J/C o = 79,480 J
T = 31.7 o C
Iwọn otutu ikẹhin = 31.7 o C
