egp-2.3· Fəsil 2: Molekulyar fizika və termodinamika· ~14 dəq

İstilik hadisələri və hal dəyişmələri

İstilik miqdarı, istilik balansı, ərimə-bərkimə, buxarlanma-qaynama və yanma istiliyi məsələləri.

Cismi qızdırarkən və ya soyudarkən udulan/verilən istilik miqdarı Q=c⋅m⋅ΔtQ = c \cdot m \cdot \Delta t düsturu ilə tapılır; burada cc — xüsusi istilik tutumu, mm — kütlə, Δt\Delta t — temperatur dəyişməsidir. Hal dəyişmələrində temperatur sabit qalır: ərimə/bərkimə üçün Q=λ⋅mQ = \lambda \cdot m (λ\lambda — ərimə xüsusi istiliyi), buxarlanma/qaynama üçün Q=L⋅mQ = L \cdot m (LL — buxarlanma xüsusi istiliyi), yanacağın yanmasında ayrılan istilik Q=q⋅mQ = q \cdot m-dir (qq — yanma istiliyi). İstilik balansı: təcrid olunmuş sistemdə isti cisimlərin verdiyi istilik soyuq cisimlərin aldığı istiliyə bərabərdir (Qverilən=QalınanQ_{\text{verilən}} = Q_{\text{alınan}}).

📌Nümunə

Misal: 2 kq suyu (c=4200c = 4200 C/(kq·°C)) 20∘20^\circC-dən 70∘70^\circC-yə qədər qızdırmaq üçün Q=c⋅m⋅Δt=4200⋅2⋅(70−20)=4200⋅2⋅50=420000Q = c \cdot m \cdot \Delta t = 4200 \cdot 2 \cdot (70 - 20) = 4200 \cdot 2 \cdot 50 = 420000 C istilik lazımdır.

Əsas terminlər

İstilik miqdarı (QQ) — Cismin qızdırılması, soyudulması və ya hal dəyişməsi zamanı udulan və ya verilən enerji; vahidi C (coul).
Xüsusi istilik tutumu (cc) — 1 kq maddənin temperaturunu 1∘1^\circC dəyişmək üçün lazım olan istilik; vahidi C/(kq·°C).
Ərimə xüsusi istiliyi (λ\lambda) — Ərimə temperaturundakı 1 kq bərk maddəni tam əritmək üçün lazım olan istilik; vahidi C/kq.
Buxarlanma xüsusi istiliyi (LL) — Qaynama temperaturundakı 1 kq mayeni tam buxara çevirmək üçün lazım olan istilik; vahidi C/kq.
Yanma istiliyi (qq) — 1 kq yanacağın tam yanması zamanı ayrılan istilik; vahidi C/kq.
İstilik balansı — Təcrid olunmuş sistemdə isti cisimlərin verdiyi istilik soyuq cisimlərin aldığı istiliyə bərabərdir: Qverilən=QalınanQ_{\text{verilən}} = Q_{\text{alınan}}.
İstilik hadisələrinin düsturları
ProsesDüsturKəmiyyət
Qızdırma / soyutmaQ=c⋅m⋅ΔtQ = c \cdot m \cdot \Delta tcc — xüsusi istilik tutumu
Ərimə / bərkiməQ=λ⋅mQ = \lambda \cdot mλ\lambda — ərimə xüsusi istiliyi
Buxarlanma / qaynamaQ=L⋅mQ = L \cdot mLL — buxarlanma xüsusi istiliyi
Yanacağın yanmasıQ=q⋅mQ = q \cdot mqq — yanma istiliyi
İstilik balansıQverilən=QalınanQ_{\text{verilən}} = Q_{\text{alınan}}təcrid olunmuş sistem

Δt=t2−t1\Delta t = t_2 - t_1; hal dəyişməsində temperatur sabit qalır.

Bəzi maddələrin istilik kəmiyyətləri
Maddəcc, C/(kq·°C)λ\lambda və ya LL, C/kq
Su4200L=2300000L = 2300000
Buz / su (ərimə)2100 (buz)λ=340000\lambda = 340000
Dəmir460—
Mis400—
Aluminium920—

Mənbə məsələlərdə verilən qiymətlər.

✎İki su qarışdırılır (istilik balansı)
  1. 1Verilənlər: 80∘80^\circC-də 1 kq su, 20∘20^\circC-də 2 kq su, c=4200c = 4200 C/(kq·°C).
  2. 2Balans tənliyi: İsti suyun verdiyi = soyuq suyun aldığı: c⋅1⋅(80−t)=c⋅2⋅(t−20)c \cdot 1 \cdot (80 - t) = c \cdot 2 \cdot (t - 20).
  3. 3cc ixtisar olunur: 80−t=2⋅(t−20)→80−t=2t−4080 - t = 2 \cdot (t - 20) \rightarrow 80 - t = 2t - 40.
  4. 4Həll: 120=3t→t=40∘120 = 3t \rightarrow t = 40^\circC.
  5. 5Cavab: Qarışığın temperaturu 40∘40^\circC.
✎Buzu əridib suyu qızdırmaq
  1. 1Verilənlər: 0∘0^\circC-də 1 kq buz, λ=340000\lambda = 340000 C/kq, c=4200c = 4200 C/(kq·°C), son temperatur 20∘20^\circC.
  2. 2Ərimə istiliyi: Q1=λ⋅m=340000⋅1=340000Q_1 = \lambda \cdot m = 340000 \cdot 1 = 340000 C.
  3. 3Qızdırma istiliyi: Q2=c⋅m⋅Δt=4200⋅1⋅20=84000Q_2 = c \cdot m \cdot \Delta t = 4200 \cdot 1 \cdot 20 = 84000 C.
  4. 4Toplama: Q=Q1+Q2=340000+84000=424000Q = Q_1 + Q_2 = 340000 + 84000 = 424000 C.
  5. 5Cavab: Ümumi istilik 424000 C.
🚫Tez-tez səhv

Δt\Delta t-ni yalnız son temperatur kimi götürmək səhvdir: 65∘65^\circC-dən deyil, Δt=t2−t1=65−15=50∘\Delta t = t_2 - t_1 = 65 - 15 = 50^\circC kimi fərq götürün.

⚠️Diqqət

Hal dəyişməsində (ərimə, qaynama) temperatur sabit qalır — bu mərhələdə c⋅m⋅Δtc \cdot m \cdot \Delta t yox, λ⋅m\lambda \cdot m və ya L⋅mL \cdot m işlədin.

⚠️Diqqət

İstilik itkili məsələlərdə faydalı istilik = faiz ⋅\cdot (q⋅mq \cdot m); tələb olunan kütlə üçün əvvəlcə faizə bölün, sonra qq-ya bölün.

💡Qeyd

Çoxmərhələli məsələdə (buz →\rightarrow su →\rightarrow buxar) hər mərhələnin istiliyini ayrıca hesablayıb sona toplayın.

Qaydalar

  1. 1Qızdırma/soyutma: Q=c⋅m⋅ΔtQ = c \cdot m \cdot \Delta t (Δt=t2−t1\Delta t = t_2 - t_1).
  2. 2Ərimə/bərkimə (sabit temperaturda): Q=λ⋅mQ = \lambda \cdot m.
  3. 3Buxarlanma/qaynama (sabit temperaturda): Q=L⋅mQ = L \cdot m.
  4. 4Yanacağın yanması: Q=q⋅mQ = q \cdot m.
  5. 5İstilik balansı tənliyi: Qverilən=QalınanQ_{\text{verilən}} = Q_{\text{alınan}} (təcrid olunmuş sistem).

Məşq

15 asan · 15 orta · 15 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq