نقشهٔ حل
جزء مورد بررسی را نام ببر، ΔT=T₂−T₁ را با علامت بنویس، جرم و گرمای ویژهٔ همان جزء را وارد کن و واحد نهایی را کنترل کن.
هرجا اتلاف یا ظرفیت ظرف ذکر نشده، فقط دادههای صریح سؤال در محاسبه وارد میشوند.
سؤال ۱: گرمشدن آب
۱۰۰ گرم آب با c=4.2 J g⁻¹ °C⁻¹ از ۲۰ به ۲۵ درجه میرسد. q را بیابید.
پاسخ: ΔT=5°C و q=100×4.2×5=2100 J؛ علامت مثبت است.
سؤال ۲: سردشدن ماده
۵۰ گرم ماده با c=2 J g⁻¹ °C⁻¹ از ۸۰ به ۲۰ درجه سرد میشود. q ماده چیست؟
پاسخ: ΔT=−60°C و q=50×2×(−60)=−6000 J؛ ماده گرما از دست داده است.
سؤال ۳: یافتن گرمای ویژه
۱۰۰ گرم ماده با گرفتن ۱۸۰۰ ژول، ۱۵ درجه گرم میشود. c را بیابید.
پاسخ: c=q/(mΔT)=1800/(100×15)=1.2 J g⁻¹ °C⁻¹.
سؤال ۴: یافتن جرم
برای افزایش دمای نمونهای بهاندازهٔ ۱۰ درجه، ۸۴۰ ژول لازم است. اگر c=4.2 J g⁻¹ °C⁻¹ باشد، جرم چقدر است؟
پاسخ: m=840/(4.2×10)=20 g.
سؤال ۵: تعادل گرما
در یک گرماسنج عایق، جسم گرم ۲۵۰۰ ژول از دست میدهد. جزء سرد چند ژول میگیرد؟
پاسخ: qگرم=−2500 J و qسرد=+2500 J؛ جمع گرماها صفر است.
سؤال ۶: دمای تعادل ساده
جرمهای برابر آب با دماهای ۸۰ و ۲۰ درجه بدون اتلاف مخلوط میشوند. دمای نهایی چیست؟
پاسخ: چون جرم و c برابرند، دمای تعادل میانگین است: (80+20)÷2=50°C.
سؤال ۷: کنترل محاسبه
۲۰۰ گرم آب از ۲۵ به ۳۰ درجه گرم میشود. c=4.2 داده شده است. انرژی را حساب کنید.
پاسخ: q=200×4.2×5=4200 J.
سؤال ۸: یکسانسازی واحد
پاسخ ۲٫۱ کیلوژول است. آن را به ژول بنویسید.
پاسخ: 2.1 kJ=2100 J.
سؤال ۹: ظرفیت گرمایی ظرف
ظرفی با ظرفیت گرمایی C=100 J/°C چهار درجه گرم میشود. گرمای ظرف چیست؟
پاسخ: q=CΔT=100×4=400 J؛ برای C دیگر جرم جداگانه وارد نمیشود.
سؤال ۱۰: یافتن خطای علامت
برای جسمی که از ۷۰ به ۳۰ درجه رسیده، دانشآموز ΔT=+40 نوشته است. اصلاح کنید.
پاسخ: ΔT=30−70=−40°C؛ q جسم نیز منفی است.
چطور خودتصحیح کنی؟
ابتدا نهایی منهای اولیه را بنویس، واحد جرم را با واحد c هماهنگ کن و علامت پاسخ را با عبارت «گرم شد/سرد شد» بسنج. در تعادل، جمع q همهٔ اجزای منظورشده باید صفر شود.