سؤالات
1- يک قطعه فلز به جرم 700 گرم و ظرفيت گرمايي ويژه j/gc 245 را تا دماي c100 گرم کرده و در 200 گرم آب 25 درجه مي اندازيم و صبر مي کنيم تا به دماي تعادل برسد. اگر از اتلاف انرژي صرف نظر شود دماي تعادل را محاسبه کنيد. (j/kgc 4200 = c آب)
پاسخ:
مقدار گرمايي که آب به دست مي آورد = مقدار گرمايي که فلز از دست مي دهد.
Q1=Q2
M1c1( θ1- θ ) = m2c2( θ –θ2)
0/7 ×245(100- θ ) = 0/2×4200( θ - 25)
θ =37/7 cْ
2 – يک قطعه آهن به جرم m و دماي c 100 را در يک ظرف آلومينيومي به جرم 100 گرم که محتوي 150 گرم مايع به دماي c ْ8 مي اندازيم. اگر دماي تعادل ْc 204 باشد. جرم قطعه آهن را محاسبه کنيد.
(900j/kgc = c آلومينيوم و j/kgc 2500= c مايع و j/kgc 390= c آهن)
پاسخ:
مقدار گرمايي که ظرف آلومينيومي مي گيرد + مقدار گرمايي که مايع مي گيرد = مقدار گرمايي که آهن از دست مي دهد.
Q1 = Q2 + Q3
M1c1( θ1 -θ)= m2c 2 (θ -θ2)+m3c3 ( θ - θ3 )
M1× 390 (100-20) = 0/15 × 2500(20-8) + 0/1× 900 (20-8)
M1 = 0/18 kg Þ m1 = 180 gr
3 – مقدار 50 گرم بخار آب 100 درجه سانتي گراد در داخل 850 گرم آب صفر درجه مي کنيم. اگر گرماي نهان تبخير آب j/kg2/3 * 106 باشد، دماي تعادل را به دست آوريد.
C = 4200 j/kgc
پاسخ:
مقدار گرمايي که آب مي گيرد = مقدار گرمايي که بخار از دست مي دهد.
M1Lv + m1c (100 - θ ) = m2c ( θ - 0)
0/05 ×2/3×10 6 + 0/05×4200(100- θ)=0/85 ×4200θ
θ = 37ْ c
4 – طول يک ميله فلزي در دماي 10 درجه سلسيوس 50 سانتيمتر است. حساب کنيد در چه دمايي طول ميله به اندازه 5/0 سانتيمتر افزايش مي يابد.
α = 15 * 10-6 1/C
: پاسخΔ L = L1αΔθ
0/005=0/5×15×10 -6× ( θ2 - 10)
θ2=677 Cْ
5– گازي با فشار 2 اتمسفر و دماي 25 درجه سانتي گراد داريم. دماي گاز را به 100 درجه سانتي گراد مي رسانيم و حجم گاز را دو برابر مي کنيم. فشار گاز را در اين حالت به دست آوريد.
پاسخ : V2 = 2V1
P1V1/T1 = P2V2/T2 Þ 2*V1/(273 + 25) = P2 *2V1/(273 + 100 ) Þ P2 = ½ at
6- يک بادکنک در فشار اتمسفر و دماي 305 درجه کلوين داراي 600 سانتي متر مکعب نيتروژن است. در نقطه اي که فشار آن 8/0 اتمسفر و دما 10- درجه سانتي گراد است حجم بادکنک چقدر خواهد بود؟
7– اگر دماي مقدار معيني از يک گاز کامل را 4 برابر کنيم و فشار آن را به نصف برسانيم حجم گاز چه تغييري خواهد کرد؟
8– طول يک ميله نازک از جنس برنج در دماي 10 درجه سانتي گراد 3 متر است اگر در اثر گرما دماي ميله به 200 درجه سانتي گراد افزايش يابد. طول ميله چقدر افزايش خواهد يافت؟
( α = 31 * 10-6)
9– 200 گرم آب c20 را با چه مقدار يخ صفر درجه سانتي گراد مخلوط کنيم تا پس از ايجاد تعادل g 50 يخ باقي بماند؟
Lf = 3/4 × 10 5 , c = 4200 j/kgc
10– در ظرفي به جرم 100 گرم و گرماي ويژه 450 ژول بر کيلوگرم درجه سلسيوس مقدار 550 گرم آب 20 درجه سانتي گراد يک قطعه يخ صفر درجه به جرم 70 گرم را داخل آن مي اندازيم. دماي تعادل را به دست آوريد.
Lf =3/4 × 10 5 , آبc = 4200 j/kgc