ความร้อน🔥 Part 1
4
224
0
Senior High 全学年
บทที่ 10 : ความร้อน 🔥
-อุณหภูมิ
-สมมูลกลความร้อน
-ปริมาณทาง Macroscopic
-ปริมาณทาง Microscopic
-การเทียบอุณหภูมิ
-การศึกษาปริมาณทางความร้อน
ノートテキスト
ページ1:
1 ความร้อน บทที่ (ID) 10 ในการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อน เราจะศึกษาเรื่องอุณหภูมิก่อน และต่อไป เราจะ ศึกษาปรากฏการณ์อื่นๆ เช่น พลังงานจลน์ของแก๊ส เป็นต้น 1 อุณหภูมิ เป็นปริมาณทางสเกลาร์ชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นคุณสมบัติ ทางเทอร์โมไดนามิคส์ สภาวะ “สมดุลทางความร้อน” จะต้องมีเงื่อนไขที่สำคัญคือ อุณหภูมิจะต้องเท่ากัน John Locke เสนอในปี 1890 ว่าการสัมผัสเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ในการบอกว่าวัตถุใด ร้อน หรือเย็นแต่วิธีนี้ผิดพลาดได้มาก โดยให้คนเดียวจุ่มมือข้างหนึ่งในน้ำที่ค่อนข้างร้อน, อีกมือหนึ่งจุ่มใน น้ำเย็นจัด เมื่อจุ่มมือทั้งสองในน้ำธรรมดา มือแรกจะรู้สึกเย็น แต่มือที่สองจะรู้สึกร้อนทั้งที่จุ่มในน้ำ ธรรมดาในภาชนะเดียวกัน อุณหภูมิต่ำกว่า ความร้อนเป็นพลังงานรูปหนึ่ง ซึ่งจะถ่ายเทจากเทหวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง ไปสู่เทหวัตถุที่มี เมื่อระบบ 2 ระบบที่มีอุณหภูมิต่างกันวางใกล้กัน อุณหภูมิสุดท้ายจะอยู่ระหว่างอุณหภูมิเดิม ของระบบทั้งสอง Count Rumford นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่ให้เหตุผลชัดเจนว่าความร้อน ไม่ใช่สาร, เขาค้นพบว่า ในการเจาะปากกระบอกปืน จะเกิดความร้อนมาก ต้องกรอกน้ำเต็มรูกระบอกปืน ตลอดเวลา เพื่อชดเชยน้ำส่วนที่เดือดเป็นไอออกไป Count Rumford สรุปว่าต้นกำเนิดความร้อนเกิดจากการเสียดสี ซึ่งจะให้ความร้อนออก มาอย่างไม่หยุด James Joule เป็นผู้ทดลองให้เห็นจริงว่า พลังงานกลเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนได้ Helmholtz สรุปว่า ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงไปมาระหว่างความร้อนกับพลังงานกลเท่านั้น พลังงานรูปอื่นๆ จะสูญหายไปได้ ก็ต่อเมื่อมีพลังงานรูปอื่นเกิดขึ้นมาแทนเท่านั้น 2 สมมูลกุลความร้อน Joule เป็นคนแรกที่ทำการทดลองวัด พลังงานกลที่มีค่าเท่ากับพลังงานความร้อน เขา ได้ทดลองว่า “พลังงานกล 4,185 จูล เมื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน จะทำให้น้ำ 1 กิโลกรัมมี อุณหภูมิเปลี่ยนจาก 14.5 C เป็น 15.5 C 1˚C
ページ2:
138 Hi-ED'S SERIES คู่มือเตรียมสอบ ฟิสิกส์ ม.5 เทอม 1 นั่นคือ 1 กิโลแคลอรี่ = 4,185 จุล = 4.185 จุล หรือ 1 แคลอรี พลังงานกล (พลังงานจลน์ + พลังงานศักย์) เมื่อเกิดขึ้นมาก็จะแปรเปลี่ยนเป็นพลังงาน รูปอื่นได้ เช่น เป็นพลังงานเสียง, พลังงานแสง, พลังงานความร้อน * จากการทดลองพบว่า พลังงานกลขนาด 4.185 จูลจะทำให้เกิดพลังงานความร้อน 1 แคลอรี่ * ในการคำนวณเรื่องความร้อนนี้ เราถือว่าพลังงานกลทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นพลังงานร้อน ทั้งหมด (ถ้าโจทย์ไม่กำหนดเป็นอย่างอื่น) 3 ปริมาณทาง MACROSCOPIC อุณหภูมิ (T) ใช้เครื่องมือวัดค่า ออกมาได้เลย เป็นปริมาณที่สามารถวัดได้ให้เป็นจริง จากการทดลอง เช่น ความดัน (P), ปริมาตร (V), 4 ปริมาณทาง MICROSCOPIC เป็นปริมาณที่ใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์ และสถิติเข้าศึกษา เช่น ความเกี่ยวข้องระหว่าง อุณหภูมิ กับพลังงานจลน์ของโมเลกุล เป็นต้น วิชาที่ศึกษาทาง microscopic เช่น statistical physics, probability 5 การเทียบอุณหภูมิ (TEMPERATURE) อุณหภูมิ หมายถึง “ค่าอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับพลังงานจลน์ของโมเลกุลของระบบ” หรือ กล่าวอีกอย่างหนึ่งว่า อุณหภูมิ คือ “ระดับของความร้อน” สำหรับเครื่องมือที่ใช้ สำหรับวัดอุณหภูมิ เราเรียกว่า “เทอร์โมมิเตอร์” โดยอุณหภูมิที่ใช้ เป็นมาตรฐานในการแบ่งสเกลของเทอร์โมมิเตอร์แต่ละชนิด คือ 1. จุดเดือด (Boiling Point) คือจุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จุดเดือด นี้อาจจะเรียกชื่ออีกชื่อหนึ่งว่า “ จุดควบแน่น” 60 100 c 2. จุดเยือกแข็ง (Freezing Point) คือจุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จุดเยือกแข็ง อาจเรียกชื่ออีกชื่อหนึ่งว่า “จุดหลอมเหลว” ice of c เทอร์โมมิเตอร์ แบ่งเป็น 4 ชนิด คือ 1. แบบเซลเซียส แบ่งสเกลไว้ 100 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 0°C จุดเดือด 100 °C 2. แบบฟาเรนไฮต์ แบ่งเป็นสเกลไว้ 180 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 32°F จุดเดือด 212 F 3. แบบโรเมอร์ แบ่งสเกลไว้ 80 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 0 R จุดเดือด 80 R 4. แบบสัมบูรณ์หรือเคลวิน แบ่งสเกลไว้ 100 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 273 K จุดเดือด 373 K
ページ3:
Termoniter C ทรงกลด (3) จาก X - F. P. B. P. 500 3=480 F. P. 400 B. P.-F.P. = 480-400 500-400 = 80 100 เทียบสมการ (ไม่ x 20) CF-32 R= k-273 100 180 80 100 S = 480 C C .. Have good hoday X 20 80 S 1 เทียบ € = = F-32 R = K-273 80 ; C = 80 5 F-32 = F 9 R = 80 80 ; F = 112 S Ⓡ £· 10 ; R = 64 k 5 ① K-273 : 30 80 ; k = 353 5
ページ4:
6 การ กษาปริมาณทางความร้อน สิ่งต่อไปนี้ เพื่อความสะดวกในการวัดพลังงานความร้อนที่ไหลเข้าและออกจากระบบนี้ เราจะศึกษา HER C (Big) 1. ความจุความร้อน (HEAT CAPACITY) ของวัตถุ ความจุความร้อน หมายถึง ปริมาณพลังงานความร้อนที่จะทำให้วัตถุนั้นมีอุณหภูมิเปลี่ยน ไป 1 หน่วยองศา เช่น ในการทำให้เหล็กก้อนหนึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 C ต้องใช้ความร้อน 1.13 Cal ก็ เรียกว่าเหล็กมีความจุความร้อน 1.13 Call C C, S 2. ความจุความร้อนจำเพาะของวัตถุ (SPECIFIC HEAT CAPACITY) ความจุความร้อนจําเพาะของวัตถุ หมายถึง ปริมาณพลังงานความร้อนที่จะทำให้วัตถุนั้น มวล 1 หน่วย มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 หน่วยองศา เช่น ในการทำตะกั่วมวล 1 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 °C ต้องให้ความร้อนกับตะกั่ว 0.031 แคลอรี่ ก็เรียกว่า ตะกั่วมีความจุความร้อนจำเพาะ 0.031 Cal/g C ในการคำนวณใช้ c เป็นสัญลักษณ์ แทนความจุความร้อนจำเพาะของวัตถุ, C หน่วยเป็น พลังงาน มวล-อุณหภูมิ พิสูจน์สูตร วัตถุมวล m กรัม ก้อนหนึ่ง เดิมอุณหภูมิ : C ต่อมาวัตถุมีอุณหภูมิเป็น C จงหาปริมาณ ความร้อนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ กำหนดความจุความร้อนวัตถุ C แคลอรี่, C และค่าความจุ ความร้อนจำเพาะของวัตถุ c แคลอรี่, C จากนิยามความจุความร้อนจําเพาะ จาเมาะ วัตถุมวล 1 กรัม ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 C ต้องใช้ความร้อน - แคลอรี่ วัตถุมวล m กรัม ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 °C ต้องใช้ความร้อน mc แคลอรี่ วัตถุมวล m กรัม ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไป (t, -1) ต้องใช้ความร้อน mc t - t) แคลอรี่ ความร้อนที่ทำให้เกิดมีการเปลี่ยนอุณหภูมิ = mct, - 1) แคลอรี่ Q = mcAT AT คือ อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง C (hof all) -Q-CAT ; C (J/K) - Q = MCAT ; c (J/kg.c) mcAT (J/kg. k) C= ค.ร้อน all c = ค.ร้อน /1 หน่วย
ページ5:
Hi-ED'S SERIES 139 บทที่ 10 ความร้อน C F R K X จุดเดือด 100°C 212°F 80°F 373 K B.P ค่าที่อ่านได้ C F R K X จุดเยือกแข็ง -- 0°C จะได้ว่า C F - 32 R = 100 180 32 °F O'R 273 K F.P K - 273 x - F.P. = = 80 100 B.P. - F.P. a (เทียบอัตราส่วน) X 20 ทง สมการ F.P. คือ Freezing Point หรือจุดเยือกแข็ง B.P. คือ Boiling Point หรือจุดเดือด หมายเหตุ 1. X คือค่าที่อ่านได้ F-32 R = = = k-273 5 2. อุณหภูมิที่เราใช้อยู่บ่อยๆ ในชั้นนี้ คือแบบเซลเซียสกับแบบเคลวิน ซึ่งสัมพันธ์กันคือ K = 273 + °C 1. อุณหภูมิอากาศที่แห่งหนึ่ง ในวันหนึ่งมีค่า x เซลเซียส ซึ่งมีค่าเท่ากับ 2x ฟาเรนไฮต์ พอดี, x มี ค่าตัวเลขเท่าใด เฉลย แนวคิด F เทียบอัตราส่วน 100' .212° C - 0 100 -0 F - 32 = 212 - 32 xC 2x F X -0 = 100 0 0: 32° 2X - 32 212 - 32 .. X = 160 °C 2. วัตถุหนึ่งมีอุณหภูมิเมื่ออ่านเป็นองศาเซลเซียส (celsius) ได้ x C และเมื่ออ่านเป็นองศาฟาเรนไฮต์ (fahrenheit) ได้ 10x F, จงหาค่าของ x เฉลย แนวคิด 'C 100 H 0 32 *F 212 C - 0 100 - 0 = F - 32 212-32 10x - 32 HI P 9 9x = 50x - 160 …. x = 3.9 °C
ページ6:
3. ความร้อนแฝงของวัตถุ หมายถึง ค่าพลังงานความร้อนที่ทำให้วัตถุทั้งก้อนเปลี่ยนสถานะ โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน 4. ความร้อนแฝงจำเพาะของวัตถุ หมายถึง ค่าพลังงานความร้อนที่ทำให้วัตถุมวล 1 หน่วย เปลี่ยนสถานะโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน แค่ 1 น. เช่น น้ำแข็ง 1 กรัม ถ้าต้องการเป็นน้ำ 1 กรัม แต่อุณหภูมิยังคง 0 °C ต้องรับความร้อน เข้ามา 80 แคลอรี่ ก็เรียกว่า น้ำแข็งมีความร้อนแฝงจำเพาะ 80 แคลอรี่/กรัม .. Q = mL L = ความร้อนแฝงจำเพาะของวัตถุ จะเห็นว่าจากกระบวนการ ISOCHORIC เรานำมาดัดแปลงในกฎข้อที่ 1 ของ THERMO- DYNAMICS และนำมาศึกษาหาพลังงานความร้อนที่ถ่ายเทเข้าหรือออกจากระบบได้โดยตรง ตารางแสดงค่าความร้อนแฝงจำเพาะของสารบางอย่าง สาร ความร้อนแฝงจำเพาะ (จูล/กก.) นาแข่ง (หลอมเหลว) 333 x 10 น่า (กลายเป็นไอ) 2,256 x 103 เงิน (หลอมเหลว) 88.3 × 103 ปรอท (กลายเป็นไอ) 272 x 10 เอธิลแอลกอฮอล์ (กลายเป็นไอ) 854 X 10° ตะกั่ว (หลอมเหลว) 24.5 x 103 ตารางแสดงค่าความจุความร้อนจำเพาะของสารบางอย่าง สาร ค่าความร้อนจําเพาะ จูล/กิโลกรัม C | แคลอรี่/กรัม C ใช้แทน อะลูมิเนียม 899.78 กันได้ 0.215 คาร์บอน 506.38 0.121 ทองแดง 386.28 0.092 ตะกั่ว 127.64 0.031 เงิน 236.03 0.056 ทังสเตน 134.34 0.032 นา 4,185.00 1.000
ページ7:
พิจารณาการเปลี่ยนแปลงจากน้ำแข็งเปลี่ยนเป็นน้ำ และจากน้ำเดือดกลายเป็นไอต่อ อุณหภูมิระหว่างการเปลี่ยนแปลงเป็นดังนี้ A อุณหภูมิ (°) Q = Le ไอนํา 100 Q=ML Q=MCAT นำ thana stisus T- น้ำแข็ง Q = MCAT Q=MCAT L C, L คนละตัว ห้ามรวม! เวลา Q=MCAT ไม่ใช้ติดกัน ใช้สลับกัน
ページ8:
เอกสารประกอบการสอนวิชาฟิสิกส์ เรื่องความร้อน เรียบเรียงโดยนายบุญเกิด ยศรุ่งเรือง www.krookird.com หน้า 24 18.1.4 การถ่ายโอนความร้อน ความร้อนจะถ่ายโอนจากสิ่งที่มีอุณหภูมิสูง ไปสู่สิ่งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเสมอ เราพอจะแบ่งการถ่าย โอนความร้อนได้ดังนี้ 1. การนำ เกิดในของแข็ง โมเลกุลส่งพลังงานความร้อนต่อ ๆ กันไปเป็นทอด ๆ 2. การพา เกิดในของเหลวและแก๊ส โมเลกุลของตัวกลางพาความร้อนไป 3. การแผ่รังสี ไม่ต้องอาศัยตัวกลาง แบบฝึกหัด 18.1 1. จงหาพลังงานความร้อนที่ทำให้เหล็กมวล 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 70 องศาเซลเซียส (ความจุความร้อนจำเพาะของเหล็ก = 450 J/kg°C ) 2. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล น้ำแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสกลายเป็นน้ำหมด และ สุดท้ายน้ำ 10 กรัมเดือดกลายเป็นไอ ( เมื่อ 6 ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C) C = 3. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสเดือดจนกลายเป็นไอ หมด ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C) 4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วย เติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียส ลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลน ก้นถ้วยกระดาษนั้น จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานที่ความร้อนที่เปลวเทียน ถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร 5. น้ำตกแห่งหนึ่งสูง 50 เมตร ถ้าพลังงานศักย์ของน้ำตกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนทั้งหมดอุณหภูมิ ของน้ำที่ปลายน้ำตกจะมีค่าสูงขึ้นเท่าใด 6. ในการทดลองเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน โดยใช้กระบอกที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 100 J/K มีความยาว 30 cm 1และลูกกลมโลหะที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 500 J/kgK มีมวล 100 กรัม ถ้าต้อการให้อุณหภูมิของลูกกลมและกระบอกที่ใช้บรรจุ สูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะต้องพลิกกลับ กระบอกขึ้นลงให้ลูกกลมหล่นในกระบอกอย่างน้อยกี่ครั้ง 7. นำลวดทำความร้อนมีกำลัง 1000 วัตต์ จุ่มลงในน้ำมวล 500 กรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามี การสูญเสียความร้อนไป 30% อีกนานเท่าใดน้ำจึงจะเริ่มเดือด 8. เครื่องทำน้ำแข็งเครื่องหนึ่งดึงความร้อนจากน้ำ 0 องศาเซลเซียส ด้วยอัตรา 500 จูลต่อวินาที ถ้า ต้องการทำน้ำแข็ง 2 กิโลกรัม จากน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องใช้เวลาเท่าใด 9. ใส่น้ำแข็งมวล 50 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้ำ 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด 10. ใส่ลูกเหล็กมวล 20 กิโลกรัม อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ลงในน้ำมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส แล้วให้ความร้อนแก่ระบบจนมีอุณหภูมิผสมที่สมดุลเป็น 50 องศาเซลเซียส ถ้าถือว่า ไม่มีการสูญเสียความร้อนแก่ภาชนะและสิ่งแวดล้อม ความร้อนที่เข้าระบบเป็นเท่าใด
ページ9:
แบบฝึกหัดที่ 1 1. จงหาพลังงานความร้อนที่ทำให้เหล็กมวล 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 70 องศาเซลเซียส ( ความจุความร้อนจำเพาะของเหล็ก = 450 J/ kg°C ) = 2. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสกลายเป็นน้ำหมด และ สุดท้ายน้ำ 10 กรัมเดือดกลายเป็นไอ ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C) 3. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสเดือดจนกลายเป็นไอ หมด ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C) 4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วย เติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียส ลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลน ก้นถ้วยกระดาษนั้น จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานที่ความร้อนที่เปลวเทียน ถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร 5. น้ำตกแห่งหนึ่งสูง 50 เมตร ถ้าพลังงานศักย์ของน้ำตกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนทั้งหมดอุณหภูมิ ของน้ำที่ปลายน้ำตกจะมีค่าสูงขึ้นเท่าใด 5 6. ในการทดลองเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน โดยใช้กระบอกที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 100 J/K มีความยาว 30 cm และลูกกลมโลหะที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 500 J/kgK มีมวล 100 กรัม ถ้าต้อการให้อุณหภูมิของลูกกลมและกระบอกที่ใช้บรรจุสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะต้องพลิกกลับ กระบอกขึ้นลงให้ลูกกลมหล่นในกระบอกอย่างน้อยกี่ครั้ง 7. นำลวดทำความร้อนมีกำลัง 1000 วัตต์ จุ่มลงในน้ำมวล 500 กรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามี การสูญเสียความร้อนไป 30% อีกนานเท่าใด จึงจะเริ่มเดือด 8. เครื่องทำน้ำแข็งเครื่องหนึ่งดึงความร้อนจากน้ำ 0 องศาเซลเซียส ด้วยอัตรา 500 จูลต่อวินาที ถ้า ต้องการทำน้ำแข็ง 2 กิโลกรัม จากน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องใช้เวลาเท่าใด 9. ใส่น้ำแข็งมวล 50 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้ำ 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด 10. ใส่ลูกเหล็กมวล 20 กิโลกรัม อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ลงในน้ำมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส แล้วให้ความร้อนแก่ระบบจนมีอุณหภูมิผสมที่สมดุลเป็น 50 องศาเซลเซียส ถ้าถือว่า ไม่มีการสูญเสียความร้อนแก่ภาชนะและสิ่งแวดล้อม ความร้อนที่เข้าระบบเป็นเท่าใด
ページ10:
แบบฝึกหัดที่ 1 1. จงหาพลังงานความร้อนที่ทำให้เหล็กมวล 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 70 องศาเซลเซียส (ความจุความร้อนจําเพาะของเหล็ก = 450 J/kg°C ) m = 0.2 kg, t, = = 20 c จาก (293 k) 9 Q = mcAT =mc ct, t = (0.2) (450) (70-20) = (0.2) (450) (50) 2 , (373 k) t. = 70 c C = 450 J/kg.c ใช้ k c ก็ได้ = 4,500 J 2. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสกลายเป็นน้ำหมด และ สุดท้ายน้ำ 10 กรัมเดือดกลายเป็นไอ ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C) ice 2509 0° c (ML) status Lm333 kJ/kg | Q, 1.42 Ja as water 2509 Oc water 250 g 100 ˚C ไอน้ำ 10 g 100 c Q change L =2256 kJ/kg 100-0 ถ้าโจทย์ต้องการ KJ ไม่ต้อง X 10 3 . รวม . โจทย์ไม่ให้ ต้องจำ! Q, + Q, + Q, + MLM MCAT + ML; = (0.25) (333 x 10³) want + (0.25) (4.2 x 10 ) (100) หน่วย J + (0.01) (2256 × 10³) × 10³ Q = 83.25 × 10 ³+ 105 × 10 ³ + 22.56×10³ = 210.81 × 10 3 J หรือ 210. 81 kJ
ページ11:
3. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสเดือดจนกลายเป็นไอ : หมด ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°c) L : 333 kJ/k, L, = 333 kJ/k, Lv = 2256 kJ/k ice 300 g of c water 300 g o'c (ml) status change IMCAT) water 300 9 100 °C. 1. Q2 T change status la as change ไอน้ำ 300 g 100 c Q รอม · Q, + Q + Q, : 2 3 MLM + MCAT + ML, = M (LM + CAT+L,) :m(lm = 0.3 (333+ 4.2 (100) + 2256) 902.7 kJ 4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วย เติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียส ลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลน ก้นถ้วยกระดาษนั้น จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานที่ความร้อนที่เปลวเทียน Pw= 1 g/cm³, 10° kg/m³ ถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร น้ำเย็น 100 9 น้ำเย็น 100 9 9 c Q = MCAT Lic J↓ T change = (0.1) (4.2) (5) : 2.1 kJ * 5. น้ำตกแห่งหนึ่งสูง 50 เมตร ถ้าพลังงานศักย์ของน้ำตกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนทั้งหมดอุณหภูมิ ของน้ำที่ปลายน้ำตกจะมีค่าสูงขึ้นเท่าใด พล. M SO M E p = Q gh : Mcaf 5 °C AT = 2Q 25 °C J : 298 k AT = 20, 298 k J (10) (50) = 4.2 × 10³ OT AT : soo 4.2 x 103 = 0.12 ċ, k ะง 4 R = 4 DT=16 (ต่าง) S R = 20
ページ12:
จำเพาะ 6. ในการทดลองเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน โดยใช้กระบอกที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 100 J/K มีความยาว 30 cm และลูกกลมโลหะที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 500J/kgK)มีมวล 100 กรัม ถ้าต้อการให้อุณหภูมิของลูกกลมและกระบอกที่ใช้บรรจุ สูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะต้องพลิกกลับ กระบอกขึ้นลงให้ลูกกลมหล่นในกระบอกอย่างน้อยกี่ครั้ง Chang ะ กลับกระบอก 1 ครั้ง Q = E p Pang 30 CH = mgh Phot Ca=500 3/ C.= loo J/k J/kg.k = (0.1) (10) (0.3) = 0.3 J ความร้อนที่ทำให้ลูกเหล็ก T เพิ่ม 1 c Q : mcAT = (0.1) (500)(1) = 50 J ความร้อนที่ทำให้กระบอกร้อนขึ้น 1 Cกระบอก = 100 J/k เมื่อ C .. กระบอกจะมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 (k) ต้องใช้ความร้อน 100 J .. ความร้อนที่ทำให้ลูกเหล็กและกระบอกมี T เพิ่ม 1 c 1 °C = S O + 100 = 150 J จำนวนครั้งในการกลับกระบอก = 150 0.3 น = 500 989
ページ13:
7. นำลวดทำความร้อนมีกำลัง 1000 วัตต์ จุ่มลงในน้ำมวล 500 กรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามี การสูญเสียความร้อนไป 30% อีกนานเท่าใดนาจึงจะเริ่มเดือด P = 1000 วัตต์ ถ้าเสียค ร้อน 30 / — เกิดพลังงาน 1000 J/s เกิดพลังงาน 700 3/5 การทำให้นำ -> 500 100 c 500 g 30 °C 961 500 g 100 ˚c → Q = mcAT = (0.5) (4.2 × 10³) (70) : 147,000 J 210 S .. เวลาในการต้มน้ำ = 147,000 = 90 = 3. S S 8. เครื่องทำน้ำแข็งเครื่องหนึ่งดึงความร้อนจากน้ำ 0 องศาเซลเซียส ด้วยอัตรา 500 จูลต่อวินาที ถ้า ต้องการทำน้ำแข็ง 2 กิโลกรัม จากน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องใช้เวลาเท่าใด 967 2 kg o'c | ค่าย Q ice 2 kg oc Q = mL = 2(333,000) = 666,000 J จะต้องใช้เวลา = 6,000 soo S - = 1,332 5*
ページ14:
9. ใส่น้ำแข็งมวล 50 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้ำ 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด เสียงรับ ( 8% hot) ice so g 0°C + 967 200 g 30 °C (bag hot) Q = ml | @ เพิ่ม นา 50 9 o c แลด Q = - mcot Q=mcot 0 น้ำ a นา นำ 50 9 t ผสม 200g t ผสม Q -mcol ลด ผ = . - MC (T-30) Qเพิ่ม MLM + MCATW mlm MC (-T +30) ผ nc mc (30 - Te) = mLm + mc (Te - 0) (0.2) (4.2 × 10 ³) (30-t₁₁) = (0.5) (333 × 10³) + (0.05) (4.2 × 10%) tes t ม 25.2 0.84 t = 16.65 + 0.21 + ev 8.55 = 1.0s ta te = 8.14 °C
ページ15:
10. ใส่ลูกเหล็กมวล 20 กิโลกรัม อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ลงในน้ำมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส แล้วให้ความร้อนแก่ระบบจนมีอุณหภูมิผสมที่สมดุลเป็น 50 องศาเซลเซียส ถ้าถือว่า ไม่มีการสูญเสียความร้อนแก่ภาชนะและสิ่งแวดล้อม ความร้อนที่เข้าระบบเป็นเท่าใด SS Fe 20 kg ss C Q ล Q ow + นา 2 kg 35 ic ta = so c = Qaw Cre Qa = 450 J/kgk MCATFe = MC AT W 5 (20)(450) (55-50) = (2) (4.2×10³) (50-35) 45,000 : 126,000 = AQ 126,000-45,000 = 81,000 J #
おすすめノート
このノートに関連する質問
Senior High
ฟิสิกส์
กาต้มน้ำอันหนึ่งให้พลังงานความร้อน 500 W เมื่อไปต้มน้ำ 100 g ที่อุณหภูมิ 25°C ถ้าน้ำรับพลังงานความร้อนได้ 20% ของพลังงานงานทั้งหมด จะใช้เวลานานเท่าใดในการต้มน้ำจนมีอุณหภูมิ 100°C (กำหนดให้ cน้ำ= 4.2×10³ J/kg)
Senior High
ฟิสิกส์
อยากทราบ1j/sเท่ากับเท่าไหร่ของW เเละ1g/lเท่ากับเท่าไหร่ของkg/m3ค่ะ
Senior High
ฟิสิกส์
ให้หาว่าเกี่ยสกับอะไร กับประโยชน์ช่วยหน่อยค่ะ
Senior High
ฟิสิกส์
ช่วยอธิบายหน่อยค่ะ🙏
Senior High
ฟิสิกส์
ช่วยแสดงวิธีทำให้ดูหน่อยครับ
Senior High
ฟิสิกส์
ช่วยอธิบายให้ด้วยนะคะ ตอนนี้เครียดมากค่ะ
Senior High
ฟิสิกส์
ข้อนี้ทำยังไงเหรอคะ ขอวิธีทำด้วยนะคะ
Senior High
ฟิสิกส์
ช่วยหน่อยค่ะ
Senior High
ฟิสิกส์
ช่วยทำโจทย์ฟิสิกส์ 4 ข้อนี้หน่อยค่ะ🥲🙏🏻 #โจทย์เกี่ยวกับการเปลี่ยนหน่วยอุณหภูมิ
Senior High
ฟิสิกส์
ช่วยทำโจทย์ 4 ข้อนี้หน่อยค่ะ😐🙏🏻👇🏽
News
コメント
コメントはまだありません。