فصل 2 – دما و گرم
2-1 – دما :
دما معياري است كه درجه ي سردي و گرمي يك جسم را مشخص مي كند و بستگي به انرژي دروني ماده دارد. به طوري كه هر چه دماي جسم معيني بالاتر باشد. انرژي دروني آن بيشتر است يعني ذره هاي آن داراي انرژي جنبشي و پتانسيل بيشتري هستند.

در موارد بسياري ، به وسيله احساس خود ميزان گرمي و يا سردي اجسام را تعيين مي كنيم. آيا مي توانيم به حواس خود اطمينان كنيم. گاه حواس ما در شرايط متفاوت دچار اشتباه مي شود و نمي توان از آن به عنوان معيار دماسنجي استفاده كرد. راه و شيوه هاي اندازه گيري و تعيين دما را دماسنجي مي ناميم.

دما سنج :
اندازه گيري دقيق دما توسط دما سنج صورت مي گيرد. ساده ترين و رايج ترين نوع دما سنج، دماسنج هاي جيوه اي و الكلي است.
اساس كار اين دماسنج بر انبساط مايعات است. در سالهاي پيش آموختيد كه تقريباً همه ي مواد (جامد، مايع و گاز) وقتي گرم شوند منبسط مي شوند.

ساختمان دما جيوه اي (يا الكلي):
اين نوع دماسنج، از يك شيشه اي باريك سربسته (خالي از هوا) متصل به يك مخزن تشكيل شده است.مخزن پر از جيوه (يا الكل) است . با بالا رفتن مايع درون مخزن ، حجم مايع نيز بيشتر مي شود. (انبساط مي يابد) و مايع در لوله ي باريك بالا مي رود. از ارتفاع مايع در لوله ي باريك مي توان براي اندازه گيري دما استفاده كرد، زيرا هر چه دما بالاتر باشد، ارتفاع مايع بيشتر و هر چه دما كمتر باشد، ارتفاع مايع كمتر است.

نقطه ي پائيني :
درجه حرارت يخ خالص فرد شده ي در حال ذوب را نقطه ثابت پائيني مي گويند كه برابر صفر درجه سانتي گراد است.

نقطه بالايي :
درجه حرارت بخار آب در حال جوش را نقطه ثابت بالايي گويند كه برابر 100 درجه سانتي گراد است.

مدرج كردن دما سنج:
رايج ترين دما سنج درجه بندي سلسيوس را دارد كه نقطه پائيني آن صفر و نقطه ي بالايي آن صد مي باشد.
1. نخست دما سنج را درون مقداري يخ خرد شده در حال ذوب قرار مي دهيم. به گونه اي كه مخزن دما سنج كاملاً درون يخ قرار گيرد پس از آن كه سطح جيوه در لوله ي باريك در ارتفاع ثابتي قرار گرفت. محل آن را علامت مي زنيم و عدد صفر را در كنار آن ثبت مي كنيم.

2. سپس دما سنج را به گونه اي در سطح بالاي آب جوش قرار مي دهيم كه قسمت مخزن دما سنج در تماس كامل با بخار قرار گيرد. اين بار نيز محل قرار گرفتن سطح جيوه در لوله ي باريك را علامت مي زنيم و عدد صد را كنار آن ثبت مي كنيم.

3. فاصله ي بين درجه صفر و درجه ي صد را به صد قسمت مساوي تقسيم مي كنيم و هر قسمت را يك درجه «سيليسوس» مي ناميم و هر درجه را با علامت Cْ نمايش مي دهيم.

4. اين درجه بندي را( با درجه بندي هايي به همين فاصله از يكديگر) به زير صفر و بالاي صد نيز ادامه مي دهيم. دماهاي زير صفر درجه سليسوس را با عددهاي منفي مشخص مي كنيم. وقتي دما بر حسب درجه ي سلسيوس مشخص مي شود. معمولاً آن را با نماد (تتا) نمايش مي دهند.

اندازه گيري دما توسط دما سنج هاي جيوه اي و الكلي براي دماهايي امكان پذير است كه بالاتر از نقطه ي انجماد و پائين تر از نقطه جوش مايع درون دما سنج باشد.


2-2 – دماي تعادل ، تعادل گرمايي :
هر گاه بين دو جسم اختلاف دما وجود داشته باشد اين دو جسم را به هم ارتباط دهيم ، بين آن دو تبادل حرارتي رخ مي دهد و جسمي كه دماي بيشتري دارد، گرما را از دست مي دهد و جسمي كه سردتر است گرما مي گيرد. در اين صورت گرما از جسم گرما به جسم سرد انتقال مي يابد تا دماي هر دو به يك درجه (دماي تعادل) برسد، در اين صورت اگر تبادل حرارتي با خارج صورت نگرفته باشد. گرمايي كه جسم گرمتر از دست مي دهد، برابر است با گرمايي كه جسم سردتر مي گيرد تا به دماي تعادل برسد.
وقتي دو جسم هم دما را با يكديگر در تماس قرار مي گيرند تغيير در دماي آنها روي نمي دهد. بايد دانست كه شرط تبادل گرما ، اختلاف دما بين دو جسم مي باشد.


گرما
2-3 – گرما
گرما صورتي از انرژي است. وقتي دو جسمي را كه با يكديگر دما دارند، با هم تماس دهيم، گرما بين دو جسم مبادله مي شود. زمانيكه گرمايي بين دو جسم مبادله نمي شود. دو جسم دماي مساوي پيدا مي كنند و به دماي تعادل مي رسند. در اين صورت در مي يابيم هنگامي كه دو جسم با دماهاي مختلف در تماس با يكديگرقرار مي گيرند، انرژي منتقل شده از جسم گرمتر به جسم سردتر جريان مي يابد. به انرژي كه در چنين شرايطي منتقل مي شود. انرژي گرمايي مي گويند. گرما مقدار انرژي است كه به دليل اختلاف دما، بين يك جسم و جسم ديگري كه با آن در تماس است مبادله مي شود. گرما را با نماد Q نمايش مي دهيم.

2-6 - رسانش گرما :
اگر بين دو نقطه از يك جسم، اختلاف دمايي بوجود بيايد، گرماي درون جسم از قسمت با دماي بالاتر به قسمت با دماي پايين تر شارش (شارش به معناي جاري شدن است) مي كند. اين نوع شارش يا انتقال گرما را رسانش گرما مي گوئيم.
شارش گرما از طريق رسانس در موارد مختلف متفاوت مي باشد. بعضي مواد مانند فلزات رساناي خوب گرما و بعضي از مواد مانند چوب شيشه و هوا رساناي خوب گرما نمي باشند و نارساناي گرما (عايق گرما) ناميده مي شوند.


استفاده از رساناهاي خوب گرما :
شعله پخش كن و قابلمه هاي آلومينيومي، مسي، آهني و يا تركيبي از آنها رساناهاي خوبي هستند.


عايق بندي گرمايي ( صرفه جويي در مصرف انرژي):

در يك ساختمان به منظور مصرف سوخت كمتر استفاده از عايق بندي خوب بسيار مهم است. روشهاي مناسب براي كنترل گرما و جلوگيري از هدررفتن آن عبارتند از :
1 – عايق بندي مخزن آبگرمكن به وسيله پوشش هاي پشم شيشه يا پشم سنگ .
2 – عايق بندي سقف و يا زير شيرواني به وسيله پشم شيشه يا پشم سنگ
3 – استفاده از ديوارهاي دو جداره به منظور جلوگيري از رسانش گرمايي
4 – استفاده از بلوك هاي بتوني حفره دار در سطح داخلي ديوارها
5 – عايق بندي پلي استر در زير كف ساختمان
6 – استفاده از پنجره هاي دو جداره كه از همه فاصله داشته باشند.

در اين جدول مقايسه اي بين مصالح ساختماني مختلف صورت گرفته است. در ساختمان ها بدليل اختلاف دماي زياد بين هواي بيرون و هواي داخل، مقدار قابل توجهي از گرما از طريق رسانش در ديواره ها، درها، شيشه و پنجره ها به بيرون منتقل مي شود. در اين جدول، مقايسه اي بين مصالح ساختماني مختلف نشان داده شده است كه آهنگ عبور گرما از واحد سطح به ازاي واحد اختلاف دما در هر ثانيه بر حسب J/m2s°c نشان داده شده است.


هوا رساناي بسيار ضعيف گرماست
به طور كلي گازها رساناهاي بسيار ضعيف گرما هستند. استفاده از پنجره هاي شيشه اي دو لايه كه بين آنها هوا وجود دارد يك روش مناسب براي جلوگيري از رسانش گرماست و يا استفاده از لباس هاي ضخيم و پشمي در هواي سرد باعث جلوگيري در اتلاف گرماي بدن است. در اين لباس ها هوا در بين تارها و منفذهاي لباس به عنوان عايق خوب عمل مي كند.

HTML clipboard v:* { behavior: url(#default#VML) } o:* { behavior: url(#default#VML) } .shape { behavior: url(#default#VML) } table.MsoNormalTable {mso-style-parent:""; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; }

-5 – گرماي ويژه :
براي افزايش دماي يك جسم بايد انرژي گرمايي جسم را افزايش دهيم كه اين عمل با وارد نمودن گرما از جسم گرمتر به جسم سرد منتقل مي شود تعريف زير را براي ظرفيت گرمايي ويژه مي توان گفت : مقدار گرمايي كه به يكاي جرم از يك ماده داده مي شود تا دماي آن يك درجه سانتي گراد افزايش يابد را ظرفيت گرمايي ويژه ماده مي گويند.

C = Q / (m(θ₂-θ₁))

Q = mc ∆θ

در اين رابطه(2-1) :
Q مقدار گرما بر حسب ژول (J)
M جرم جسم بر حسب كيلوگرم (Kg)
?? تغيير دما بر حسب درجه سانتي گراد (cْ)
C ظرفيت گرمايي ويژه جسم بر حسب j/kg ° c

با توجه به اين رابطه بايد توجه داشت مقدار گرماي داده شده به يك جسم با عوامل زير متناسب است.
1 – گرماي داده شده به جسم با جرم جسم Q×m
2 – گرماي داده شده به جسم با ظرفيت گرمايي ويژه جسم Q×c

3 – گرماي داده شده به جسم با تغيير دماي جسم
HTML clipboard

Q × ∆θ

اگر براي مثال جرم آب يا مقدار افزايش دما را دو برابر كنيم. مقدار گرماي لازم دو برابر مي شود. به عبارت ديگر نسبت همواره مقدار ثابتي است. اين مقدار ثابت را گرماي ويژه ي آب مي ناميم.

HTML clipboard

مقدار گرماي لازم براي افزايش دما	=		= گرمای ویژه آب
(جرم آب )× (افزايش دما)

HTML clipboard v:* { behavior: url(#default#VML) } o:* { behavior: url(#default#VML) } .shape { behavior: url(#default#VML) } table.MsoNormalTable {mso-style-parent:""; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; }

محاسبه انرژي گرمايي لازم براي ايجاد يك تغيير معين در دما :
براي آنكه دماي m كيلوگرم از جسمي با گرماي ويژه c را به اندازه ?? تغيير دهيم . Q ژول انرژي گرمايي لازم است. از تعريف گرماي ويژه داريم :

Q= mc∆θ= mc( θ₂ -θ₁ ) به عبارت دیگر

در اين رابطه Q (انرژي) بر حسب ژول ، m( جرم) بر حسب كيلوگرم، C (گرماي ويژه) ‌بر حسب ژول بر كيلوگرم بردرجه سلسيوس وHTML clipboard v:* { behavior: url(#default#VML) } o:* { behavior: url(#default#VML) } .shape { behavior: url(#default#VML) } table.MsoNormalTable {mso-style-parent:""; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; } ∆θ (تغيير دما) بر حسب درجه ي سلسيوس است.

HTML clipboard v:* { behavior: url(#default#VML) } o:* { behavior: url(#default#VML) } .shape { behavior: url(#default#VML) } table.MsoNormalTable {mso-style-parent:""; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; } رابطه (2-1) درباره جسمي كه گرما از دست مي دهد درست است. به اين ترتيب كه اگر دماي θ₂ كمتر ازθ₁ باشد(θ_{2 -} θ₁ ) منفي خواهد شد و در نتيجه θ نيز منفي مي شود. علامت منفي نشان مي دهد كه جسم انرژي از دست داده است.

مثال :
چقدر انرژي گرمايي لازم است تا دماي 5/2 كيلوگرم مس را از°20 (سانتي گراد) به °30 (سانتي گراد ) برسانيم؟
C = 200 J/k°gc

از جدول (2-3) داريم:
در نتيجه با نشاندن اعداد بالا در رابطه (2-1) پاسخ مثال را بدست مي آوريم:

Q=mc(θ_{2 -} θ₁ ) = 2/5×400×(30-20)=10000j= 10 kj مقدار انرژي لازم

فرمول ها و واژه هاي كليدي، فصل 2:
1 – دما كميت مقايسه اي است كه درجه گرمي و سردي يك جسم را مشخص مي كند.
2 – يك دما سنج با استفاده از نقاط ثابت دماسنجي مدرج مي شود.
3 – درجه حرارت يخ خالص خرد شده در حال ذوب نقطه اي ثابت پائيني دما سنج است و درجه حرارت بخار آب در حال جوش نقطه اي ثابت بالايي دما سنج است.
4 – در دما سنج سلسيوس نقطه ي ثابت پائين صفر و نقطه ي ثابت بالا 100 مي باشد.
5 – در دماسنج كلوين نقطه ي ثابت پائين 273 و نقطه ثابت بالا 373 مي باشد.
6 – هر گاه بين دو جسم اختلاف دما وجود داشته باشد. جسمي كه دماي بيشتري دارد گرما از دست مي دهد و جسمي كه دماي كمتري دارد گرما مي گيرد تا هر دو جسم به يك دما برسند (دماي تعادل)
7 – اگر به يك ماده گرما بدهيم انرژي دروني آن افزايش مي يابد.
8 – در رسانش گرما، انرژي گرمايي به وسيله مولكول ها، اتمها و الكترون هاي آزاد ماده از جسم گرم به جسم سرد منتقل مي شود.
9 – فلزات رساناي خوب گرما هستند.
10 – آب رساناي ضعيف گرما است.
11 – هوا رساناي ضعيف گرما است
12 – مقدار گرمايي كه به يكاي جرم از يك ماده داده مي شود تا دماي آن يك درجه سلسيوس افزايش يابد از ظرفيت گرمايي ويژه ماده مي گويند.
فرمول هاي كليدي :

T = 273 +θ (رابطه ي دما سنج كلوين با دماسنج سلسيوس)
مساحت)×(مدت زمان)×(اختلاف دما)× (آهنگ عبور گرما از واحد سطح به ازاي واحد اختلاف دما) = انرژي تلف شده )
مقدارگرما Q =mc(θ_{2 -} θ₁ ) = mc∆θ

HTML clipboard v:* { behavior: url(#default#VML) } o:* { behavior: url(#default#VML) } .shape { behavior: url(#default#VML) } table.MsoNormalTable {mso-style-parent:""; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; }

ظرفيت گرمايي ويژه C=

دمای تعادل =

تمرين هاي فصل 2
پاسخ دهيد : فصل 2 :
1 – آيا مي شود با يك دما سنج الكلي دماي جوش آب را اندازه گيري كرد؟ توضيح دهيد.
نقطه جوش الكل برابر 79 درجه سانتي گراد و نقطه جوش آب برابر 100 درجه سانتي گراد است و چون نقطه ي جوش آب بالاتر از گستره ي دما سنج الكلي است. لذا نمي توان ازدما سنج الكلي براي اندازه گيري نقطه جوش آب استفاده كرد.


2 – يك ليوان آب داريم. اگر به جاي يك جسم با دماي بالاف جسمي با دماي پائين تر از دماي آب را به درون آن بيندازيم، آيا تغييري در انرژي دروني آب و انرژي دروني جسم صورت خواهد گرفت ؟ انرژي از كداميك به ديگري منتقل خواهد شد؟
هميشه گرما از جسم گرمتر به جسم سردتر ماده ي پائين شارش مي يابد. در اين صورت وقتي فلز سرد در داخل آب قرار مي گيرد. گرما از آب به فلز شارش پيدا مي كند و قسمتي از انرژي آب به فلز منتقل مي شود و در پايان انرژي دروني آب كاهش و انرژي دروني فلز افزايش مي يابد كه اگر تبادل گرمايي با محيط نباشد ، مقدار كاهش انرژي دروني آب را برابر مقدار افزايش انرژي دروني فلز خواهد بود و هر دو هم دما خواهند شد.


3 – با مراجعه به جدول (2-2) فكر مي كنيد كداميك از موارد فوق باعث بيشترين اتلاف انرژي هستند؟
شيشه ي پنجره ي تك لايه بيشترين آهنگ عبور گرما از واحد سطح به ازاء واحد اختلاف دما را دارد. پس در اين صورت استفاده از پنجره هاي بزرگ با شيشه ي تك لايه و بيشترين اتلاف انرژي را خواهد داشت.

تمرين هاي فصل 2 :
1 – پاسخ دهيد :
الف – چرا ديواره هاي شيشه اي مخزن دما سنج بايد نازك باشد؟
زيرا شيشه رساناي خوبي براي گرما نيست و انتقال گرما در آن سرعت زيادي ندارد. در اين صورت با نازك گرفتن ديواره ي شيشه اي مخزن سرعت انتقال گرماي بدن به جيوه بيشتر مي شود.

ب – چرا در زمستان هنگامي كه سطح آب درياچه يخ مي بندد، با افزايش ضخامت يخ، آهنگ افزايش ضخامت يخ كند مي شود؟
يخ رساناي برگرماست . در اين صورت هر چقدر ضخامت بيشتر مي شود، گرماي آب كمتر به هواي سرد منتقل مي شود و آهنگ تشكيل يخ كند مي شود.


2 – پاسخ دهيد :
الف) چرا موادي مانند پشم و تارهاي شيشه اي عايق هاي گرمايي خوبي هستند؟
زيرا اين مواد بسته هايي از هوا را بين تارها و منفذهاي خود نگه مي دارند و چون هوا رساناي ضعيف گرما است. مي توان از اين مواد براي عايق كاري گرما استفاده كرد.

ب) يك قطعه چوب و يك قطعه آهن هم دما را لمس كنيد. چرا آهن سردتر به نظر مي آيد؟ آيا اين به دليل خطاي لامسه است؟ توضيح دهيد.
زيرا آهن رساناي خوب گرما است و وقتي به آن دست مي زنيم گرماي دست ما با سرعت به آهن منتقل مي شود و ما احساس سرما مي كنيم. ولي چوب رساناي بر گرما است و وقتي به آن دست مي زنيم، چون گرماي دست ما با سرعت بسيار كم به چوب منتقل مي شود، احساس مي كنيم كه چوب گرم است ، در اين صورت نمي توان براي تعيين دما ي يك جسم به حس لامسه ي خود اعتماد كنيم.


3 – دماي يك قطعه آلومينيوم 15 كيلوگرمي از ° 60 (سانتي گراد) ‌به ° 10 (سانتي گراد) مي رسد. اين قطعه ي آلومينيوم چه مقدار از انرژي دروني خود را از دست داده است؟
مقدار گرماي از دست داده برابر كاهش انرژي دروني قطعه آلومينيومي است.

انرژي دروني آلومينيوم ژول 5 10 * 75/6 كاهش مي يابد.

ب – اگر 15 كيلوگرم آب از دماي ° 60 (سانتي گراد) به دماي ° 10 (سانتي گراد) برسد چه مقدار از انرژي دروني خود را از دست داده است؟
مقدار گرمايي كه آب از دست مي دهد، برابر كاهش انرژي دروني آب مي باشد.

Q= mc(θ₂ - θ₁)
C= 4200J/Kg ْc=  = Q = 3/15 * 10"Q=15×4200(10-60)⁶ J

انرژي دروني آب (ژول) 6 10 * 15/3 كاهش مي يابد.

HTML clipboard v:* { behavior: url(#default#VML) } o:* { behavior: url(#default#VML) } .shape { behavior: url(#default#VML) } table.MsoNormalTable {mso-style-parent:""; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; }

3 – گرماي ويژه آب بالاست. چند مورد استفاده براي اين ويژگي را بيابيد.
1) در موتور ماشين از آب به عنوان خنك كاري استفاده مي شود، زيرا ظرفيت گرمايي ويژه آب بالاست و مقدار گرماي زيادي را بين موتورو رادياتور جابجا مي كند.
2) استفاده از آب در لوله كشي مخصوص گرم كردن ساختمان ها.
3) استفاده از آب در سيستم خنك كاري نيروگاهها
4) در كولرهاي آبي


4 – يك آبگرمكن الكتريكي در هر ثانيه 1100 ژول انرژي الكتريكي را به گرما تبديل مي كند. اين گرمكن را در درون 3 كيلوگرم آب قرار مي دهيم اگر گرمكن براي 120 ثانيه روشن باشد دماي آب در هر يك از حالتهاي زير چه مقدار افزايش مي يابد؟
الف) همه انرژي گرمايي گرمكن به آب داده شود.
ب) 80 درصد انرژي گرمايي به آب داده شود.


الف) توان گرمكن برابر
(J/S)
210
است ، پس :

∆θ = 10/47 ° C

ب) Q = 0/8 p * t = 0/8 *1100*120 = 105600 J

∆θ = Q/mc = 105600 / 3*4200 = 8/38 °c

5 – تجربه نشان مي دهد دماي قسمتي از مين كه برف روي آن است تقريباً 10 درجه سليسوس بيشتر از دماي زمين بدون برف است.علت را توضيح دهيد.
با توجه به اينكه برف رساناي ضعيف گرما است. وقتي زمين پوشيده از برف است همانند يك عايق عمل كرده و مانع از انتقال گرما از زمين به هواي سرد مي گردد كه در اين صورت دماي زمين در اين حالت بيشتر از شرايطي است كه زمين بدون پوشش برف است.



تمرين هاي تكميلي و پرسشهاي چهار گزينه اي
تمرين هاي تكميلي فصل 2 :
1 – چرا الكل در اندازه گيري دماهاي پائين به جيوه ارجحيت دارد؟
1) نقطه انجماد آن پائين است و در حدود -114c مي باشد.
2) انبساط آن نسبت به جيوه بيشتر است.
3) ارزان تر از جيوه است.


2 – در چه مواردي از تغيير مقاومت براي اندازه گيري دما استفاده مي شود؟
در فرايندهاي صنعتي اندازه گيري دما و كنترل آن بسيار مهم است و استفاده از دما سنج هاي مايعي براي موارد كارهاي صنعتي مناسب نيستند. در دما سنج هاي مايعي اندازه گيري دما محدود است و از طرفي مي توان دما سنج مقاومتي را طوري طراحي كرد كه به كمك يك وسيله ي عقربه اي يا رقعي كه مقداري دورتر از منبع قرار دارد، دما را اندازه گيري و فرايند گرمايي را كنترل كرد.


3 – چرا در خلاء گرما از طريق رسانايي منتقل نمي شود؟
زيرا رسانش گرما از طريق مولكول ها و الكترون هاي آزاد ماده انجام مي شود و حال اينكه در شرايط خلاء، هيچ ماده اي وجود ندارد كه گرما را از طريق رسانش منتقل كند.


4 – چرا لوله هاي آب كه از زير زمين عبور مي كنند، در سرماي شديد يخ نمي زنند؟
زيرا خاك رساناي ضعيف گرما است و به هنگام سرماي شديد گرماي زمين حفظ شده و باعث گرم ماندن لوله هاي آب در زير زمين مي گردد، از طرفي هوا رساناي ضعيف گرما است و مقدار كمي گرما را از زمين مي گيرد.


5 – اگر هوا رساناي ضعيف گرماست. در نتيجه چرا شخص نبايد بدون لباس احساس گرماي بيشتري را كند؟
اين مطلب درست است كه هوا رساناي ضعيف گرماست، اما حركت هوا در جريان همرفتي گرما را منتقل مي كند ووقتي شخص بدون لباس است، هواي متحرك گرما را از بدنش منتقل مي كند و وي احساس سردي مي نمايد.


6 – يك گلوله فلزي به جرم 2100 گرم و گرماي ويژه 400J/kg °c و دماي 30ْ (سانتي گراد) ‌را تا° 80 ‌ گرم مي كنيم. مقدار گرمايي كه گلوله آهني دريافت مي كند چقدر است؟

7 – 100 گرم آب
C
°80
را با چند گرم آب
20°C
مخلوط كنيم تا دماي تعادل
50°C
شود.


مقدار گرمايي كه آب
C
°20
مي گيرد=
مقدار گرمايي كه آب
80°C
از دست مي دهد

M ₁=100gr
θ ₁= 80ْc
θ₂ = 20° c

θ _t= 50° c

Q = Q₂

m₁c(θ₁ - θ₂) = m₂c(θ_t - θ₂)

100(80-50) = m₂ (50-20) => m ₂= 100 gr

8 – يك قطعه فلز برجرم 5/0 كيلوگرم را تا 100 درجه سانتي گراد گرم كرده و در 200 گرم آب 15 درجه سانتي گراد مي اندازند. اگر دماي تعادل 21 درجه سانتي گراد بشود، ظرفيت گرمايي ويژه ي فلز را حساب كنيد. (ظرفيت گرمايي ويژه آب 4200j/kg°c است)

M ₁=0/5 kgr
θ ₁= 100ْc

M ₂=0/2 kgr

θ₂ = 15° c

θ _t= 21

m₁c₁(θ₁ - θ₂) = m₂c₂(θ_t - 0)

0/5 * c₁(100-21) = 0/2 * 4200(21-15)

39/5 c₁ = 5040 => c₁=127/5  J/Kg ° c

پرسش هاي چهار گزينه اي فصل 2:
1 – يك قطعه 100 گرمي از مس با دماي 81 درجه ي سلسيوس را در ظرف عايقي كه حاوي 200 گرم آب با دماي 15 درجه سلسيوس است مي اندازيم. اگر گرماي ويژه مس و آب به ترتيب 400j/kg.k و 4200j/kg.k باشد، دماي تعادل چند درجه سلسيوس مي شود؟
1) 18
2) 20
3) 23
4)28


2 – يك قطعه ي 500 گرمي از مس را كه دماي آن 67 درجه سانتي گراد است در ظرفي عايق كه حاوي 380 گرم آب در دماي 20 درجه سانتي گراد ‌است مي اندازيم . دماي تعادل چند درجه سلسيوس مي شود؟ (ظرفيت گرمايي ويژه آب و مس به ترتيب 380j.kg.k, 4200j/kg.k و اتلاف گرما ناچيز است؟)
1) 23
2) 24
3) 25
4) 28


3 – يك قطعه آلومينيوم به جرم 70 گرم و دماي 80 درجه سانتي گراد را در ظرفي كه محتوي 100 گرم آب با دماي 11 درجه سانتي گراد مي باشد مي اندازيم، دماي تعادل چند درجه سلسيوس مي شود؟ تبادل گرمايي ظرف ناچيز و گرماي ويژه آب و آلومينيوم به ترتيب 90g/kg °c,4200j/kg°c فرض مي شود.
1)30
2)35
3)15
4)20


4 – درماي دو جسم هم جرم A,B را از 10 درجه سانتي گراد به 15 درجه سانتي گراد مي رسانيم. افزايش انرژي دروني آن چگونه است؟
1) يكسان است
2) Aبيشتر از B است
3) B بيشتر از A است
4) هر سه ممكن است


5 – براي مدرج كردن دما سنج جيوه اي از دو نقطه ثابت دما سنجي يكي ------ در حال----- و درگيري----- درست در بالاي ------ استفاده مي كنند.
1)دماي آب – ذوب – دماي بخار آب – آب در حال جوشيدن
2) دماي آب – تبخير – دماي يخ صفر درجه – آب در حال جوشيدن
3) دماي يخ - ذوب – دماي آب صفر درجه – آب در حال تبخير
4) دماي يخ – ذوب – دماي بخار آب – آب در حال جوشيدن


6 – نمودار تغييرات دماي 10 كيلوگرم از يك ماده بر حسب گرماي داده شده به آن مطابق شكل است، گرماي ويژه جسم چند kj/kg.k است ؟
1)17/0
2)24/0
3)34/0
4)4/2