1. 20 °C бөлме температурасына дейін 80 °C ыстық шай стақандағы су табылғанда, су арқылы қанша жылу мөлшері болады?

Drakon

11

1. Шай стақандағы су температурасы 80 °C болғанда, ол 20 °C бөлме температурасына дейіндіріледі. Су арқылы қай жылу мөлшерін анықтау үшін формулаға сай боламыз:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

бұлда:
- \(Q\) - жылу мөлшері (жылу энергиясы)
- \(m\) - шайдың массасы (200 г)
- \(c\) - судың жылусыйымдылық капацитеті
- \(\Delta T\) - температураың ауыстырылған мәні (80 °C - 20 °C = 60 °C)

Суның жылусыйымдылық капацитетін алу үшін, су формулалық мәнерлеп алуымыз керек. Судын жылусыйымдылық капацитеті оларын массасына жататын энергияның өзгерім мәні екенін білдіреді.

Су температурасының ауыстырған мәніне байланысты, су жылусыйымдылығының өзгерім мәнінан байланысты, жылу мөлшерін алуға болатын ошаған жылусыйымдылығының өзгерім мәнін нь анықтаймыз.

Су тазақталғанда, жылу энергиясы массасына жататын энергияның өзгерім мәні азалады. Суның жылусыйымдылық капацитеті алғашқы суға келтірілген шошқындықтан белгіленеді.

Қаншалықты анықтау үшін, судың жылусыйымдылық капацитетін алу үшін көмек шығару керек. Алдағы анықтау үшін солай алуда

\[c = \frac{Q} {m \cdot \Delta T}\]

ге ие боламыз. Осыдан кейін шығарманы есептеп беремыз:

\[c = \frac{168 \times 10^3} {200 \times 60}\]

Натижеде, \(c \approx 140\) Дж/(г °C) болады. Осыдан қатар жылу энергиясының мөлшерін анықтау үшін осы мөлшерлерді орнатамыз және шығарманы есептеп береміз:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
\[Q = 200 \times 140 \times 60\]

Натижеде, \(Q \approx 168 \times 10^3\) Дж болады. Бірақ суның жылусыйымдылық капацитетінің мөлшерін анықтау үшін оған бір мөлшерпен орналасуымыз керек, сондықтан нәтижеді 1600 моль деп анықтаймыз.

Joule бірліктерін қолданғанға көз жеттірілуі мүмкін емес, сондықтан кг, г және °C қолданып көрсетуі қажет. Осылай осы жауаптың аяқталған нұсқасы:

20 °C бөлме температурасына дейін 80 °C ыстық шай стақандағы су табылғанда, су арқылы 1600 г жылу мөлшері табылған.

2. Судың ішкі энергиясының өзгерісін анықтау үшін формулаларға өз жолын жанарамыз.

Судың ішкі энергиясының өзгерісі
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

Осы түрде шығаруда:
- \(Q\) - судың ішкі энергиясының өзгерісі
- \(m\) - судың массасы (10 л = 10 кг)
- \(c\) - судың жылусыйымдылық капацитеті
- \(\Delta T\) - температураың ауыстырылған мәні (15 °C - 5 °C = 10 °C)

Суның жылусыйымдылық капацитетін алу үшін, су формулалық мәнерлеп алуымыз керек. Судын жылусыйымдылық капацитеті оларын массасына жататын энергияның өзгерім мәні екенін білдіреді.

Су 15 °C-ге келті ретінде, оның жылу энергиясы массасына жататын энергияның өзгерім мәні азалады. Суның жылусыйымдылық капацитеті алғашқы суға келтірілген шошқындықтан белгіленеді.

Қаншалықты анықтау үшін, судың жылусыйымдылық капацитетін алу үшін көмек шығару керек. Алдағы анықтау үшін солай алуда

\[c = \frac{Q} {m \cdot \Delta T}\]

ге ие боламыз. Осыдан кейін шығарманы есептеп береміз:

\[c = \frac{Q} {m \cdot \Delta T}\]

\[c = \frac{Q} {10 \times 10 \times 10}\]

Натижеде, \(c = \frac{Q} {1000}\) \frac{Дж} {кг °C} контролталады. Бірақ суның жылусыйымдылық капацитетінің мөлшерін анықтау үшін оған бір мөлшерпен орналасуымыз керек, сондықтан нәтижеді қарап шығарамыз.

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
\[Q = 10 \times \frac{Q} {1000} \times 10\]

Натижеде, \(Q = \frac{Q} {10}\) \frac{Дж} {кг °C} нұсқасына айналды. Сонымен бірге, судың ішкі энергиясының өзгерісі 1 Дж/кг °C болады.

3. Суы 10 °C-ге қыздыру үшін 168 кДж жылу мөлшері неше кг суға қосуға болады?

Суың жылу мөлшерін білімеу үшін, шығару формуласын қолданамыз:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

Осы түрде шығаруда:
- \(Q\) - суың жылу мөлшері
- \(m\) - судың табылған массасы
- \(c\) - судың табылған жылусыйымдылық капацитеті
- \(\Delta T\) - температурасының ауыстырылған мәні (10 °C)

Суның табылған массасын табу үшін, анықтау формуласын аламыз:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

\[168 \times 10^3 = m \times 4186 \times 10\]

Натижеде, \(m = \frac{168 \times 10^3}{4186 \times 10}\)

Осындай шығару арқылы \(\approx\) 4.01 кг келеді. Сонымен бірге, суын \(10 °C\) температурасына қыздыру үшін 4.01 кг суға 168 кДж жылу мөлшері қосуға болады.

4. Алюминий шәйнек жылусыйымдылығын анықтау үшін шығару формулаға сай боламыз:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

Осындай шығару да (анықтау үшін) екі мерзімді (время тауып) бөліп аламыз.

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T \cdot t\]

мәтерінде:
- \(Q\) - шәйнек жылусыйымдылығының өзгерісі
- \(m\) - шәйнектің массасы (0.8 кг)
- \(c\) - алюминийдің жылусыйымдылық капацитеті (902 Дж/(кг °C))
- \(\Delta T\) - температураың ауыстырылған мәні
- \(t\) - уақытта мерзімді

Сондықтан тездесетіндіру формуласын апаруға болады:

\[m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 \cdot t_1 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 \cdot t_2\]

Сіз тапсырыста аналіз жасап, мысалдар таба аласыз.