9. ताप
(Heat)
1. तलका प्रश्नको सही विकल्प छान्नुहोस् :
(क) कुन विवरणले तापलाई जनाउँछ ?
(अ) अणुहरूको कुल गति शक्ति
(आ) अणुहरूको औसत गति शक्ति
(इ) अणुहरूको गति शक्ति र स्थिति शक्तिको योग
(ई) अणुहरूको औसत गति शक्तिको अन्तरले प्रसारण हुने शक्ति
(ख) वस्तुलाई तताउँदा त्यसको आयतन बढ्नुलाई कुन आधारमा व्याख्या गर्न सकिन्छ ?
(ई) बढ्छ घट्छ बढ्छ
(ग) पदार्थको विशिष्ट ताप धारण क्षमता तलका मध्ये कुनमा निर्भर गर्दछ ?
(अ) पदार्थको पिण्ड
(आ) पदार्थको आयतन
(इ) पदार्थको तापक्रम
(ई) पदार्थको प्रकृति
(घ) पानीको उच्च विशिष्ट ताप धारण क्षमताको असर कुन हो ?
(अ) तटीय क्षेत्रमा दिउँसोको समय समुद्रको पानी जमिनभन्दा चाँडो तात्छ ।
(आ) तटीय क्षेत्रमा रातीको समय समुद्रको पानी जमिनभन्दा चाँडो चिसिन्छ ।
(इ) तटीय क्षेत्रमा दिउँसोको समय जमिन समुद्रको पानीभन्दा ढिलो तात्छ ।
(ई) तटीय क्षेत्रमा रातीको समय जमिन समुद्रको पानीभन्दा चाँडो चिसिन्छ ।
(ङ) मोटो पाइपलाई साँघुरो पाइपमा छिराउनका लागि तलका मध्ये कुन उपाय सबैभन्दा उपयुक्त हुन्छ ?
(अ) दुवैलाई पाइपलाई तताउने
(आ) दुवैलाई पाइपलाई चिस्याउने
(इ) मोटोलाई तताउने साँघुरोलाई तताउने
(इ) मोटोलाई चिस्याउने साँघुरोलाई तताउने
(च) सेल्सिय, फरेनहाइट र क्याल्भिन स्केलमा थर्मोमिटरको तल्लो स्थिर बिन्दु कति हुन्छ ?
(अ) 0°C, 0°F, OK
(आ) 0°C, 32°F, 273K
(इ) 0°C, 180°F, 373K
(ई) 0°C, 212 °F, 373K
2. फरक लेख्नुहोस् :
(अ) थर्मल शक्ति र ताप
थर्मल शक्ति
- वस्तुमा भएका अणुहरूको गतिशक्तिको योगफललाई त्यस वस्तुको थर्मल शक्ति भनिन्छ ।
- तातो पानीमा हुने थर्मल शक्ति सबै भन्दा बढी हुन्छ र चिसो पानीमा सबै भन्दा कम हुन्छ ।
ताप
- तापक्रमको भिन्नताले एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा प्रसारण हुने थर्मल शक्तिको परिमाणलाई ताप भनिन्छ ।
- ताप प्रसारण हुँदा एउटा वस्तुको तापक्रम घट्छ भने अर्काको बढ्छ ।
आ) ताप र तापक्रम
ताप
- तापक्रमको भिन्नताले एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा प्रसारण हुने थर्मल शक्तिको परिमाणलाई ताप भनिन्छ ।
- यसको एकाइ (J) हो ।
तापक्रम
- वस्तुमा भएको अणुहरुको औसत गति शक्तिलाई त्यस वस्तुको तापक्रम भनिन्छ ।
- यसको एकाइ (K) हो ।
(ई) थर्मोमिटरको तल्लो अचल बिन्दु र थर्मोमिटरको माथिल्लो अचल बिन्दु
थर्मोमिटरको तल्लो अचल बिन्दु
- फरेनहाइट स्केलका लागि तल्लो अचल विन्दुलाई 32°F मानिन्छ ।
- केल्भिन स्केलमा तल्लो अचल बिन्दु 273K निर्धारण गरिएको हुन्छ ।
थर्मोमिटरको माथिल्लो अचल बिन्दु
- फरेनहाइट स्केलका लागि माथिल्लो अचल बिन्दुलाई 212 °F मानिन्छ ।
- केल्भिन स्केलमा माथिल्लो अचल बिन्दु 373 K निर्धारण गरिएको हुन्छ ।
3. कारण लेख्नुहोस् :
(क) हथौडाले केही समय लगातार हिर्काउँदा फलामको कॉटी तात्छ ।
उत्तरः किनकी फलामको कॉटीमा अणुहरु खाँदिएर बसेको हुन्छ र हथौडाले हिर्काउँदा अणुहरुमा कम्पन उत्पन्न हुन्छ र एक अर्काबाट टाढा जान्छ । अणुहरु टाढा भएमा ताप उत्पन्न हुन्छ । त्यसैले हथौडाले केही समय लगातार हिर्काउँदा फलामको कॉटी तात्छ ।
(ख) खुला छोडेको चिया कपमा भएको चिया केही समयपछि चिसो हुन्छ । चिया चिसो हुने क्रम केही समयपछि रोकिन्छ ।
उत्तरः किनकी चियाको तापलाई नजिकैको हावाका अणुहरू कपमा रहेको चियासँग टक्कर दिन्छन् र यसको ताप ऊर्जा वरपरको हावामा स्थानान्तरण हुन्छ । यही कारणले खुला छोडेको चिया कपमा भएको चिया केही समयपछि चिसो हुन्छ । 'चिया चिसो हुने क्रम केही समयपछि रोकिन्छ ।
(ग) जाडो याममा अत्यधिक चिसो हुने स्थानमा पानीका पाइप चर्किन्छन् ।
उत्तरः किनकी जाडो समयमा पाइपहरु भित्रको पानी चिसो हुँदै जमेर वरफ बन्न पुग्दछ । यसरी पानी जमेर वरफ बन्दा बरफको आयतन पानीको आयातनभन्दा बढी हुन गई पाइपहरू फुट्दछन् । त्यसैले जाडो याममा अत्यधिक चिसो हुने स्थानमा पानीका पाइप चर्किन्छन् ।
(घ) कारको इन्जिन चिस्याउन यसको रेडिएटरमा पानी राखिन्छ ।
उत्तर: किनकी इन्जिनलाई चिस्याउन कारको रेडिएटरमा पानीलाई कुलेन्टका रूपमा प्रयोग गरिन्छ । उक्त पानीले कारको इन्जिनबाट ठुलो मात्रामा ताप शोषण गर्छ तर पानीको तापक्रममा भने धेरै वृद्धि हुँदैन । त्यसैले कारको इन्जिन चिस्याउन यसको रेडिएटरमा पानी राखिन्छ ।
(ङ) सेक्नका लागि हट वाटर ब्याग प्रयोग गरिन्छ ।
उत्तरः किनकी हट वाटर व्यागमा तातो पानीले लामो समयसम्म ताप दिन्छ । त्यसैले यसलाई सेक्नका लागि प्रयोग गरिन्छ ।
(च) तटीय क्षेत्रमा दिउँसो र रातीको समयमा हुने तापक्रमविच एकदमै ठुलो भिन्नता पाइँदैन ।
उत्तरः किनकी तटीय क्षेत्रहरू नजिक दिउँसोको समयमा समुद्रबाट जमिनतिर बहने हावा र रातीको समय जमिनबाट समुद्रतिर बहने हावाले गर्दा दिउँसो र रातको समयमा हुने तापक्रमवित्र धेरै भिन्नता पाईंदैन ।
(छ) मरुभूमिमा दिनको तापक्रम र रातीको तापक्रमबिच उच्च भिन्नता रहेको हुन्छ ।
उत्तर: किनभने वालुवाको विशिष्ट तापधारण शक्ति 800J/Kg°c मात्र भएकोले राती तुरुन्त ताप छोड्ने र दिउँसो तुरुन्त ताप ग्रहण गर्ने हुन्छ । फलस्वरुप मरुभूमिमा राती निकै चिसो र दिउँसो निकै गर्मी हुन्छ ।
4. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस् :
(क) एक जना मानिसको बुझाइमा एउटा ठुलो ट्याङ्की भरीको चिसो पानीमा भन्दा एउटा बाल्टिनमा रहेको मनतातो पानीमा ताप बढी हुन्छ भन्ने बुझाइ रहेको छ। उक्त बुझाइलाई थर्मल शक्ति र तापक्रमको परिभाषाका आधारमा सच्याउनुहोस् ।
उत्तरः व्यक्ति गलत छ । कुनै पदार्थमा तापको मात्रा यसको द्रव्यमान र तापक्रमले निर्धारण गर्छ । पानीको द्रव्यमान दुवै अवस्थामा समान छ, त्यसैले फरक मात्र तापक्रम हो । तातो पानीको तापक्रम चिसो पानीको तुलनामा बढी हुन्छ, त्यसैले यसमा तातो बढी हुन्छ ।
(ख) तातो चियाको कपलाई छुदा तातो र बरफको ठिक्का हुँदा चिसो अनुभव हुन्छ। यसलाई अणुको चालका आधारमा व्याख्या गर्नुहोस् । निश्चित। एक कप तातो चिया स्पर्शमा तातो महसुस हुनुको कारण र बरफको थुप्रोले चिसो महसुस गर्नुको कारण दुई पदार्थहरू बीचको आणविक गतिमा भिन्नता हो ।
उत्तर: तातो चियाको कपमा, अणुहरू धेरै चाँडो चलिरहेका छन् । र चियामा भएको अणुहरु मानिसको छालाको अणुहरुमा स्थानान्तरण हुन्छ । र छालामा भएको अणुहरू छिटो चल्न थाल्छ, जसले गर्दा चिया तातो अनुभव हुन्छ।
बरफको ढिक्कामा भएको अणुहरू धेरै बिस्तारै चलिरहेको हुन्छ र बरफमा भएको अणुहरू मानिसको छालाको अणुहरूमा स्थानान्तरण हुन्छ र छालामा भएको अणुहरू ढिलो चल्न थाल्छ, जसले गर्दा बरफ चिसो अनुभव हुन्छ ।
(ग) सिसाको बोतलको बिर्को नखुलेमा तापको असरसम्बन्धी ज्ञानको प्रयोग गरी उक्त विको खोल्का लागि कस्तो उपाय अपनाउन सकिन्छ, अणुहरूको गति शक्तिका आधारमा व्याख्या गर्नुहोस् ।
उत्तरः सबभन्दा पहिला सिसाको बोतल तताउँदा बोतल भित्रको हावामा रहेका अणुहरूको गतिशक्ति बढ्छ । अणुहरुले छिटो सार्न र अधिक बलले ढक्कनलाई हिर्काउन मद्दत गर्छ भने यस्तो उपाय बाट सिसाको बोतलको बिर्को खोल्न सकिन्छ ।
(घ) संगैको ग्राफमा देखाइएको पानीको आयतन र तापक्रमको सम्बन्ध अध्ययन गर्नुहोस् र तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस् ।
(अ) ग्राफमा देखाइएको पानीको विशेष गुणलाई के भनिन्छ ।
उत्तर : ग्राफमा देखाइएको पानीको विशेष गुणलाई अनौठो प्रसारणको गुण भनिन्छ ।
(आ) पानीलाई 0°C बाट 10°C सम्म तताउँदा आयतनमा देखिने परिवर्तन उल्लेख गर्नुहोस् ।
उत्तरः पानीलाई 0°c बाट 4°c सम्म तताउँदा यसको आयतन क्रमशः घट्दै जान्छ ।
(इ) ग्राफमा देखाइएको पानीको गुण अन्य तरलको भन्दा कसरी भिन्न छ ?
उत्तर : अधिकांश पदार्थलाई तताउँदा तिनीहरूको आयतन बढ्छ । तर पानीले भने केही फरक प्रकृति देखाउँछ । साधारणतया पानीलाई तताउँदा यसको आयतन बढ्ने भए तापनि 0°C देखि 4°C सम्म तताउँदा यसको आयतन बढ्नुको सट्टा घट्छ । पानीलाई चिस्याउँदा पनि 4°C सम्म आयतन घट्छ भने 4°C बाट 0°C सम्म चिस्याउँदा यसको आयतन बढ्छ । त्यसैले 4°C मा पानीको आयतन न्यूनतम र घनत्व अधिकतम हुन्छ । पानीको यो अनौठो गुणलाई असाधारण प्रसार (Anomalous expansion) भनिन्छ ।
(ई) बिन्दु A मा पानीको घनत्व अधिकतम हुन्छ कि न्यूनतम किन ?
उत्तर: बिन्दु A मा पानीको घनत्व अधिकतम हुन्छ। किनकी अणुहरु खार्दिएर बसेको हुन्छ ।
(उ) दैनिक जीवनमा यसबारे हुनुपर्ने ज्ञानको महत्व लेखुहोस् ।
उत्तर: दैनिक जीवनमा यसबारे हुनुपर्ने ज्ञानको महत्त्व यस प्रकार रहेका छन् :-
(1) पानीको चाप अधिक भई पाईप फुट्छ ।
(2) चिसो मैसममा पानीमा जीवहरु जीवित कसरी रहन्छन ।
(ऊ) ग्राफमा देखाइएको सम्बन्धका आधारमा पानीको घनत्व र तापक्रमविच सम्बन्ध देखाउन एक नमुना ग्राफ खिच्नुहोस् ।
उत्तरः ग्राफले पानीको आयतन र घनत्वबिचको सम्बन्ध देखाउँछन् । 4°C तापक्रमको पानीलाई तताए पनि, वा चिसो पारे पनि यसको आयतन बढ्छ र घनत्व घट्छ ।
(ङ) समिरले जाडोयाममा स्टिलको गिलासमा पिउन भनी टेवुलमा राखेको पानी केही समयपछि पिउँदै जाँदा गिलासको पिंध तिरको पानी तुलनात्मक रूपमा कम चिसो अनुभव गरे । उनको अनुभवलाई वैज्ञानिक तथ्यका आधारमा पुष्टि गर्नुहोस् ।
उत्तरः स्टिलको गिलासको बाहिरी सतहले भित्री सतहको तुलनामा वरपरको हावामा अधिक चाँडो ताप गुमाउनेछ । यसको मतलब गिलासको बाहिरी तहको पानी भित्री तहको पानी भन्दा छिटो चिसो हुनेछ । त्यसैले गिलासको पिधतिरको पानी तुलनात्मक रूपमा कम चिसो हुनेछ ।
(च) आयतन र घनत्वका आधारमा पानी र घिउ जम्ने क्रियामा के भिन्नता पाइन्छ ?
उत्तरः
पानी:- बरफको घनत्व तरल पानीको घनत्व भन्दा कम हुन्छ, त्यसैले तरल पानीको माथि बरफ तैरिन्छ। किनभने पानीको अणुहरू बरफमा हेक्सागोनल जालीमा व्यवस्थित हुन्छन्, जसले तरल पानीमा अणुहरू भन्दा बढी ठाउँ लिन्छ ।
घिउः- ठोस घिउको घनत्व तरल वा तातो घिउको घनत्व भन्दा बढी हुन्छ, त्यसैले ठोस घिउ तरल घिउको तल्लो भागमा डुब्छ । घिउका अणुहरू ठोस घिउमा थप कम्प्याक्ट तरीकाले व्यवस्थित हुन्छन्, जसले तरल वा तातो घ्यूमा भएका अणुहरू भन्दा कम ठाउँ लिन्छ ।
रूपमा पानी जम्छ, यो फैलिन्छ र कम बाक्लो हुन्छ, जबकि घिउ जम्छ, यो संकुचित र अधिक बाक्लो हुन्छ। घनत्वमा यो भिन्नताले गर्दा बरफ तरल पानीको माथि तैरिन्छ, जबकि ठोस घिउ तरल घिउको त डुब्छ ।
(छ) समान आकारका वरफका दुईओटा टुक्रामध्ये एउटालाई आल्मिनियको बट्टामा र अर्कोलाई काठको बट्टामा राख्दा कुन पहिले पग्लन्छ ? पग्लने क्रियाका आधारमा व्याख्या गर्नुहोस् ।
उत्तरः एल्युमिनियम बट्टामा रहेको फलाम पहिले पग्लिन्छ । किनभने एल्युमिनियममा काठको तुलनामा बढी पग्लने काठको बट्टामा पग्लने बिन्दु 1,538 डिग्री सेल्सियस छ । र एल्युमिनियमको पग्लने बिन्दु 660 डिग्री सेल्सियस छ । यसको मतलब यो हो कि यसले पग्लन एल्युमिनियम भन्दा काठको बट्टा पग्लन बढी तातो लिन्छ र पग्लन्छ ।
ज) विशिष्ट तापधारण क्षमता भनेको के हो ? यसको एस. आई. एकाइ लेख्नुहोस् ।
उत्तर : तसर्थ कुनै 1 kg पिण्ड भएको पदार्थको तापक्रम 1°C ले परिवर्तन गर्न आवश्यक तापलाई उक्त वस्तुको विशिष्ट तापधारण क्षमता भनिन्छ । यसको एस. आई. एकाइ जुल प्रति केजी प्रति डिग्री सेल्सियस (J/ kg °C) हुन्छ ।
(झ) ताप समीकरण भनेको के हो ?
उत्तर : वस्तुको तापक्रम परिवर्तन हुँदा वस्तुले शोषण गर्ने ताप तथा वस्तुवाट जाने ताप उक्त वस्तुको पिण्ड, विशिष्ट तापधारण क्षमता र तापक्रममा हुने परिवर्तन को गुणनफलको मान बराबर हुन्छ । अर्थात् यसलाई प समीकरण भनिन्छ ।
(ञ) विशिष्ट तापधारण क्षमताका कुनै दुईओटा उपयोगिता लेख्नुहोस् ।
उत्तर : विशिष्ट तापधारण क्षमताका कुनै दुईओटा उपयोगिता यसप्रकार रहेका छन् :-
(1) कारको रेडिएटरमा कुलेन्टका रूपमा पानीको प्रयोग गरिन्छ ।
(2) सेक्ने प्रयोजनका लागि हट वाटर ब्यागको प्रयोग गरिन्छ ।
(ठ) 100 °C भन्दा कम तापक्रममा पानी उमाल्न सक्ने अवस्थाको वर्णन गर्नुहोस् । दैनिक जीवनमा प्रयोग हुने थर्मोमिटरका किसिम लेख्नुहोस् । तिनको कार्य सिद्धान्त पनि उल्लेख गर्नुहोस् ।
उत्तर : पानी उमालेर तापक्रममा मात्र भर पर्दैन। चापले कुनै पनि तरल पदार्थलाई उमाल्दा पनि भूमिका खेल्छ । जब वायुमण्डलीय चाप 1 परमाणु भन्दा तल जान्छ, पानी यसको उम्लने तापक्रम भन्दा कम तापक्रममा उम्ल्न थाल्छ ।
(ड) थर्मोमिटर क्यालिब्रेसन भनेको के हो ? उक्त विधि लेख्नुहोस् ।
उत्तर : थर्मोमिटर क्यालिब्रेसन भनेको थर्मोमिटरमा स्केल निर्धारण गर्ने प्रक्रिया क्यालिब्रेसन हो । थर्मोमिटर क्यालिब्रेसनका लागि दुईवटा सामान्य तरिकाहरू छन्: उबलाउने बिन्दु विधि र फ्रिजिङ बिन्दु विधि उम्लने बिन्दु विधिः
1. ठूलो कन्टेनरमा पानी भर्नुहोस् र यसलाई रोलिङ फोडामा ल्याउनुहोस् ।
2. थर्मोमिटरको स्टेमलाई डुबाउनुहोस् वा उमालेको पानीमा 30 सेकेन्डको लागि जाँच गर्नुहोस् ।
3. थर्मोमिटरले 212°F (100°C) पढ्नुपर्छ यदि यो सही रूपमा क्यालिब्रेट गरिएको छ ।
4. यदि थर्मोमिटरले 212°F (100°C) पढ्दैन भने, थर्मामिटरले सही तापक्रम नपढेसम्म क्यालिब्रेसन नट समायोजन गर्न रेन्च वा अन्य उपकरण प्रयोग गर्नुहोस् ।
फ्रिजिङ बिन्दु विधि:
1. ठूलो कन्टेनरमा बरफ र पानी भर्नुहोस् ।
2. तापक्रम ३२°F (०°C) मा स्थिर नभएसम्म मिश्रणलाई हलचल गर्नुहोस् ।
3. थर्मोमिटरको स्टेमलाई डुबाउनुहोस् वा 30 सेकेन्डको लागि बरफको पानीमा जाँच गर्नुहोस् ।
4. थर्मोमिटरले 32°F (0°C) पढ्नुपर्छ यदि यो सही रूपमा क्यालिब्रेट गरिएको छ ।
5. यदि थर्मोमिटरले 32°F (0°C) पढ्दैन भने, थर्मामिटरले सही तापक्रम नपढेसम्म क्यालिब्रेसन नट समायोजन गर्न रेन्च वा अन्य उपकरण प्रयोग गर्नुहोस् ।
5. तल दिइएका गणितीय समस्या समाधान गर्नुहोस् :
(क) 500 ग्राम पानीलाई तताएर यसको तापक्रम 15°C वाट 85°C सम्म पुयाउन आवश्यक पर्ने तापको हिसाब गर्नुहोस् ।
समाधान,
पानीको पिण्ड (m) = 500g = 0.5kg
पानीको विशिष्ट तापधारण क्षमता (s) = 4200 Jkg-1०c-1
पानीको सुरुको तापक्रम (T1) = 15°C
पानीको अन्तिम तापक्रम (T2) = 85°C
पानीको तापक्रममा हुने परिवर्तन (dt) = T2 - T1 = 85°C–15°C = 70°C
ताप समीकरणअनुसार,
Q=ms (T2-T1)
or Q = 0.5 x 4200 x 70
.ं. Q=147000 J
= 147KJ
अत: 15°C तापक्रम भएको 500g पानीलाई 85°C सम्म तताउँदा 147 KJ ताप खपत हुन्छ ।
(ख) फलामको विशिष्ट तापधारण क्षमता 460 J/kg °C हुन्छ । 5 kg को फलामका डल्लालाई 430°C वाट 30°C सम्म चिस्याउँदा उक्त डल्लाले छोड्ने ताप हिसाब गर्नुहोस् ।
समाधान,
फलामको डल्लाको पिण्ड (m) = 5kg
फलामको विशिष्ट तापधारण क्षमता (s) = 460J / kg °C
फलामको डल्लाको सुरुको तापक्रम (T1) = 430°C
फलामको डल्लाको तापक्रम (T2) = 30°C
फलामको डल्लाको तापक्रममा हुने परिवर्तन (dt) = T1 - T2 = 430°C - 30°C = 400°C
ताप समीकरणअनुसार,
Q=ms (T1-T2)
Or Q = 5x460 x 400
.ं. Q = 920000 J
= 920KJ
अत: 430°C तापक्रम भएको 5 kg फलामको डल्लालाई 300°C सम्म तताउँदा 920 KJ ताप खपत हुन्छ ।
(ग) 2 kg प्याराफिनको तपाक्रम 10°C ले वृद्धि गर्न 42000 J तापको आवश्यकता पर्छ भने 4kg प्याराफिनको तापक्रम 20°C बाट 40°C सम्म पुयाउन आवश्यक ताप हिसाब गर्नुहोस् ।
समाधान,
प्याराफिनको पिण्ड (m) = 2kg
तपाक्रम परिवर्तन (dt) = 10°C
ताप (Q) = 42000 J
विशिष्ट तापधारण क्षमता (s) = ?
We Know That,
Q = msdt
Or, 4200 = 2xs x 10
Or, s = 42000/20
or, s = 2100 J kg °C
अब,
प्याराफिनको पिण्ड (m) = 4kg
प्याराफिनको सुरुको तापक्रम (T1) = 20°C
प्याराफिनको अन्तिम तापक्रम (T2) = 40°C
विशिष्ट तापधारण क्षमता (s) = 2100 Jkg °C
प्याराफिनको तापक्रममा हुने परिवर्तन (dt) = T2 - T1 = 40°C - 20°C = 20°C
ताप समीकरणअनुसार,
Q-ms (T2-T1)
Or Q = 4 x 2100 x 20
.ं. Q=168000 J
= 168KJ
अत: 20°C तापक्रम भएको 4 kg प्याराफिनलाई 40°C सम्म तताउँदा 168 KJ ताप खपत हुन्छ ।
(घ) एउटा 500g पिण्ड भएको पदार्थलाई 100°C बाट 226°C सम्म तताउन 7938 J ताप आवश्यक पर्छ भने उक्त पदार्थको विशिष्ट तापधारण क्षमता हिसाव गर्नुहोस् ।
समाधान,
पिण्ड (m) = 500g = 0.5 kg
सुरुको तापक्रम (T1) = 100 °c
अन्तिम तापक्रम (T2) = 226 °C
ताप (Q) = 7938 J
तापक्रममा परिवर्तन (dt) = T2 - T1 = 226 °C - 100 °C = 126 °C
विशिष्ट तापधारण क्षमता (s) = ?
We Know That,
Q = msdt
Or, 7938 = 0.5×s× 126
Or, s = 7938/63
or, s = 1265 Jk °C
अत: उक्त पदार्थको विशिष्ट तापधारण क्षमता 1265Jkg °C रहेछ ।
(ङ) एउटा बाल्टिनमा 25°C तापक्रम भएको 16 kg पानी छ। उक्त पानीमा 80°C तापक्रम भएको 4 kg पानी मिसाउँदा हुने पानीको तापक्रम हिसाब गर्नुहोस्। यहाँ तातो पानी र चिसो पानी मिसाउँदा बाहिरी वातावरणमा प्रसारण हुने तापलाई नगण्य मानिएको छ।
समाधान,
पहिलो शर्त अनुसार,
बाल्टिनमा भएको पानीको पिण्ड (m) = 16 kg बाल्टिनमा भएको पानीको सुरुको तापक्रम (T1) 25°C
बाल्टिनमा भएको पानीको अन्तिम तापक्रम (T) = ?
तापक्रममा हुने परिवर्तन (dt) = T-T1 = (T-25°C)
विशिष्ट तापधारण क्षमता (s) = 4200 Jkg °C
ताप समीकरणअनुसार,
Q1 = msdt
Q1 = 16 x 4200 x (T-25)............... (1)
दोस्रो शर्त अनुसार,
बाल्टिनमा भएको पानीको पिण्ड (m) = 4kg
बाल्टिनमा भएको पानीको सुरुको तापक्रम (T) = ? बाल्टिनमा भएको पानीको अन्तिम तापक्रम (T2) = 80°C
तापक्रममा हुने परिवर्तन (dt) = T2-T = (80° C - T)
विशिष्ट तापक्रम क्षमता (s) = 4200 J kg °C
ताप समीकरण अनुसार,
Q2= msdt
Q2= 4 × 4200(80 - T) ..............(2)
समी ० (1) र समी o (2) बराबर गर्दा,
Q1 = Q2
Or, 16 × 4200 (T - 25) = 4 × 4200 (80 - T)
Or, 16(T - 25 °C) = 4(80 - T)
Or, 16T - 400 = 320 - 4T
Or, 16T + 4T = 320 + 400
Or, 20T = 720/
Or, T = 720/20
.ं. T = 36 ° C
अत: 25 °C तापक्रमका 16 kg पानीलाइ 85 °C तापक्रमका 4 kg पानीमा मिसाउदा पानीको अन्तिम तापक्रम सुरुको तापक्रम 36 °C हुन्छ ।
