حلول الأسئلة

السؤال

تتحرك قذيفة من الرصاص كتلتها 4.2 g بسرعة 275 m/s فتصطدم بصفيحة فولاذية وتتوقف، فإذا تحولت طاقتها الحركية كلها إلى طاقة حرارية دون فقدان أي شيء منها، فما مقدار التغير في درجة حرارتها؟ افترض أن الحرارة كلها بقيت في الرصاصة وأن مادتها هي الرصاص.

الحل

$∆$ kE = $\frac{1}{2}$ mv ²

Q = mc $∆$ T = 290ْ C

شاهد حلول جميع الاسئلة

مشاركة الحل

فايسبوك

واتساب

تيليجرام

طباعة

حلول اسئلة اتقان حل المسائل

الفصل الخامس: التقويم

إتقان حل المسائل

5-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية:

50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50 g من الماء من درجة حرارة $° C$ 4.5 إلى درجة حرارة $° C$ 83؟

m = 50g = 0.0500 kg

Q = mc $∆$ T = 0.0500 × 4180(83-4.5) = 1.64 x 10⁴ J

51. يمتص قالب من المعدن كتلته 5x10²g مقدار 5016 J من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من $° C$ 20 إلى $° C$ 30، احسب الحرارة النوعية للمعدن.

$\begin{aligned} Q = mCΔT & \Rightarrow C = \frac{Q}{m Δ T} m = 5.00 \times 10^{2} g = 0.500 kg . \\ = \frac{5016}{0.500 (30.0 - 20.0)} = 1.00 \times 10^{3} J / kg .^{\circ} c \end{aligned}$

53. وضعت كتلة من التنجستن مقدارها 1x10²g، ودرجة حرارتها $° C$ 100 في 2x10²g من الماء عند درجة $° C$ 20، فوصل الخليط إلى الاتزان الحراري عند درجة $° C$ 21.2، احسب الحرارة النوعية للتنجستن.

Q = mc $∆$ T = 171 J/kgk

54. خُلطت عينة كتلتها 6x10²g من الماء عند درجة $° C$ 90 بعينة ماء كتلتها 4x10²g عند $° C$ 22، فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط، فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟

$\begin{array}{r} T_{f} = \frac{C_{A} T_{A} + C_{w} T_{w}}{C_{A} + C_{w}} \\ = 63^{\circ} C \end{array}$

55. وضعت قطعة خارصين في وعاء ماء كما في الشكل 20-5، فإذا كانت كتلة القطعة 10 kg، ودرجة حرارتها $° C$ 71، وكتلة الماء 20 kg، ودرجة حرارته قبل إضافة القطعة $° C$ 10، فما درجة الحرارة النهائية للماء والخارصين؟

الشكل 20-5 قطعة خارصين وضعت في وعاء ماء

$\begin{array}{r} T_{f} = \frac{C_{A} T_{A} + C_{w} T_{w}}{C_{A} + C_{w}} \\ = {12.7}^{\circ} C \end{array}$

56. إن الطاقة الحركية لسيارة صغيرة تتحرك بسرعة 100 km/h هي 2.9x10⁵J، لتكون انطباعاً جيداً عن مفهوم الطاقة، احسب حجم الماء (باليتر) الذي ترتفع حرارته من درجة حرارة الغرفة ( $° C$ 20) إلى درجة الغليان ( $° C$ 100) إذا اكتسب طاقة مقدارها $J$ 10⁵ × 2.9.

0.87 l

57. سخان الماء. يستخدم سخان ماء قدرته 3x10⁵w لتسخين قدح ماء كما في الشكل 21-5، ما مقدار الزمن اللازم لجعل الماء يغلي، إذا كان القدح مصنوعاً من الزجاج وكتلته 3x10²g ويحتوي 250 g من الماء عند $° C$ 15؟ افترض أن درجة حرارة القدح مساوية لدرجة حرارة الماء، وأنه لن يفقد الحرارة إلى الهواء.

الشكل 21-5 سخان الماء

$m i n$ 6.1

58. محرك السيارة. يحتوي محرك سيارة حديد كتلته 2.5x10²kg كما يحتوي على ماء للتبريد افترض أن درجة حرارة المحرك لحظة توقفه عن العمل $° C$ 35، ودرجة حرارة الهواء $° C$ 10، فما مقدار كتلة الماء المستخدمة لتبريد المحرك، إذا كانت كمية الحرارة الناتجة عن المحرك والماء داخله عندما يبردان ليصلا إلى درجة حرارة الهواء هي 4.4x10⁶J؟

15 kg

5-2 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية:

59. كانت إحدى طرائق التبريد قديماً تقتضي استخدام قالباً من الجليد كتلته 20 kg يومياً في صندوق الجليد المنزلي وكانت درجة حرارة الجليد $° C$ 0.0 عند استلامه، فما مقدار كمية الحرارة التي يمتصها القالب في أثناء انصهاره؟

Q = mH_v

60. كُثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40 g من بخار عند درجة $° C$ 61.6 إلى سائل عند درجة $° C$ 61.6، فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها 9870 J، ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟

$\begin{matrix} Q = {mH}_{v} \Rightarrow Hv = \frac{Q}{m} \\ m = 40.0 g = 0.0400 kg \\ H_{v} = \frac{9870}{0.0400} = 2.47 \times 10^{5} J / kg \end{matrix}$

61. تحركت سيارة كتلتها 750 kg بسرعة 23 m/s ثم توقفت بالضغط على المكابح، فإذا احتوت المكابح على 15 kg من الحديد الذي يمتص الحرارة، فما مقدار الزيادة في درجة حرارة المكابح؟

$∆$ kE = $\frac{1}{2}$ mv²

Q = mc $∆$ T = 29ْ C

62. ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10 g من الجليد عند درجة $° C$ 20 لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة $° C$ 120؟

Q = mc $∆$ T + mH_f = 3.09 x 10⁴ J

63. تتحرك قذيفة من الرصاص كتلتها 4.2 g بسرعة 275 m/s فتصطدم بصفيحة فولاذية وتتوقف، فإذا تحولت طاقتها الحركية كلها إلى طاقة حرارية دون فقدان أي شيء منها، فما مقدار التغير في درجة حرارتها؟ افترض أن الحرارة كلها بقيت في الرصاصة وأن مادتها هي الرصاص.

$∆$ kE = $\frac{1}{2}$ mv²

Q = mc $∆$ T = 290ْ C

64. ينتج كل 100 ml من مشروب خفيف طاقة مقدارها 1.7 kj، فإذا كانت العلبة منه تحتوي على 375 ml، وشربت فتاة العلبة وأرادت أن تفقد مقدار ما شربته من الطاقة من خلال صعود درجات سلم، فما مقدار الارتفاع الذي ينبغي أن تصعد إليه الفتاة إذا كانت كتلتها 65 kg؟

pE = mgh

h = 1 X10 m

مشاركة الدرس

فايسبوك

واتساب

تيليجرام

طباعة

حلول اسئلة اتقان حل المسائل

الفصل الخامس: التقويم

إتقان حل المسائل

5-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية:

50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50 g من الماء من درجة حرارة $° C$ 4.5 إلى درجة حرارة $° C$ 83؟

m = 50g = 0.0500 kg

Q = mc $∆$ T = 0.0500 × 4180(83-4.5) = 1.64 x 10⁴ J

51. يمتص قالب من المعدن كتلته 5x10²g مقدار 5016 J من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من $° C$ 20 إلى $° C$ 30، احسب الحرارة النوعية للمعدن.

$\begin{aligned} Q = mCΔT & \Rightarrow C = \frac{Q}{m Δ T} m = 5.00 \times 10^{2} g = 0.500 kg . \\ = \frac{5016}{0.500 (30.0 - 20.0)} = 1.00 \times 10^{3} J / kg .^{\circ} c \end{aligned}$

53. وضعت كتلة من التنجستن مقدارها 1x10²g، ودرجة حرارتها $° C$ 100 في 2x10²g من الماء عند درجة $° C$ 20، فوصل الخليط إلى الاتزان الحراري عند درجة $° C$ 21.2، احسب الحرارة النوعية للتنجستن.

Q = mc $∆$ T = 171 J/kgk

54. خُلطت عينة كتلتها 6x10²g من الماء عند درجة $° C$ 90 بعينة ماء كتلتها 4x10²g عند $° C$ 22، فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط، فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟

$\begin{array}{r} T_{f} = \frac{C_{A} T_{A} + C_{w} T_{w}}{C_{A} + C_{w}} \\ = 63^{\circ} C \end{array}$

55. وضعت قطعة خارصين في وعاء ماء كما في الشكل 20-5، فإذا كانت كتلة القطعة 10 kg، ودرجة حرارتها $° C$ 71، وكتلة الماء 20 kg، ودرجة حرارته قبل إضافة القطعة $° C$ 10، فما درجة الحرارة النهائية للماء والخارصين؟

الشكل 20-5 قطعة خارصين وضعت في وعاء ماء

$\begin{array}{r} T_{f} = \frac{C_{A} T_{A} + C_{w} T_{w}}{C_{A} + C_{w}} \\ = {12.7}^{\circ} C \end{array}$

56. إن الطاقة الحركية لسيارة صغيرة تتحرك بسرعة 100 km/h هي 2.9x10⁵J، لتكون انطباعاً جيداً عن مفهوم الطاقة، احسب حجم الماء (باليتر) الذي ترتفع حرارته من درجة حرارة الغرفة ( $° C$ 20) إلى درجة الغليان ( $° C$ 100) إذا اكتسب طاقة مقدارها $J$ 10⁵ × 2.9.

0.87 l

57. سخان الماء. يستخدم سخان ماء قدرته 3x10⁵w لتسخين قدح ماء كما في الشكل 21-5، ما مقدار الزمن اللازم لجعل الماء يغلي، إذا كان القدح مصنوعاً من الزجاج وكتلته 3x10²g ويحتوي 250 g من الماء عند $° C$ 15؟ افترض أن درجة حرارة القدح مساوية لدرجة حرارة الماء، وأنه لن يفقد الحرارة إلى الهواء.

الشكل 21-5 سخان الماء

$m i n$ 6.1

58. محرك السيارة. يحتوي محرك سيارة حديد كتلته 2.5x10²kg كما يحتوي على ماء للتبريد افترض أن درجة حرارة المحرك لحظة توقفه عن العمل $° C$ 35، ودرجة حرارة الهواء $° C$ 10، فما مقدار كتلة الماء المستخدمة لتبريد المحرك، إذا كانت كمية الحرارة الناتجة عن المحرك والماء داخله عندما يبردان ليصلا إلى درجة حرارة الهواء هي 4.4x10⁶J؟

15 kg

5-2 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية:

59. كانت إحدى طرائق التبريد قديماً تقتضي استخدام قالباً من الجليد كتلته 20 kg يومياً في صندوق الجليد المنزلي وكانت درجة حرارة الجليد $° C$ 0.0 عند استلامه، فما مقدار كمية الحرارة التي يمتصها القالب في أثناء انصهاره؟

Q = mH_v

60. كُثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40 g من بخار عند درجة $° C$ 61.6 إلى سائل عند درجة $° C$ 61.6، فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها 9870 J، ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟

$\begin{matrix} Q = {mH}_{v} \Rightarrow Hv = \frac{Q}{m} \\ m = 40.0 g = 0.0400 kg \\ H_{v} = \frac{9870}{0.0400} = 2.47 \times 10^{5} J / kg \end{matrix}$

61. تحركت سيارة كتلتها 750 kg بسرعة 23 m/s ثم توقفت بالضغط على المكابح، فإذا احتوت المكابح على 15 kg من الحديد الذي يمتص الحرارة، فما مقدار الزيادة في درجة حرارة المكابح؟

$∆$ kE = $\frac{1}{2}$ mv²

Q = mc $∆$ T = 29ْ C

62. ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10 g من الجليد عند درجة $° C$ 20 لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة $° C$ 120؟

Q = mc $∆$ T + mH_f = 3.09 x 10⁴ J

63. تتحرك قذيفة من الرصاص كتلتها 4.2 g بسرعة 275 m/s فتصطدم بصفيحة فولاذية وتتوقف، فإذا تحولت طاقتها الحركية كلها إلى طاقة حرارية دون فقدان أي شيء منها، فما مقدار التغير في درجة حرارتها؟ افترض أن الحرارة كلها بقيت في الرصاصة وأن مادتها هي الرصاص.

$∆$ kE = $\frac{1}{2}$ mv²

Q = mc $∆$ T = 290ْ C

64. ينتج كل 100 ml من مشروب خفيف طاقة مقدارها 1.7 kj، فإذا كانت العلبة منه تحتوي على 375 ml، وشربت فتاة العلبة وأرادت أن تفقد مقدار ما شربته من الطاقة من خلال صعود درجات سلم، فما مقدار الارتفاع الذي ينبغي أن تصعد إليه الفتاة إذا كانت كتلتها 65 kg؟

pE = mgh

h = 1 X10 m

حلول الأسئلة

مشاركة الحل

حلول اسئلة اتقان حل المسائل

إتقان حل المسائل

5-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية:

50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50 g من الماء من درجة حرارة 4.5 إلى درجة حرارة 83؟

51. يمتص قالب من المعدن كتلته 5x102g مقدار 5016 J من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من 20 إلى 30، احسب الحرارة النوعية للمعدن.

53. وضعت كتلة من التنجستن مقدارها 1x102g، ودرجة حرارتها 100 في 2x102g من الماء عند درجة 20، فوصل الخليط إلى الاتزان الحراري عند درجة 21.2، احسب الحرارة النوعية للتنجستن.

54. خُلطت عينة كتلتها 6x102g من الماء عند درجة 90 بعينة ماء كتلتها 4x102g عند 22، فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط، فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟

5-2 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية:

60. كُثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40 g من بخار عند درجة 61.6 إلى سائل عند درجة 61.6، فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها 9870 J، ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟

61. تحركت سيارة كتلتها 750 kg بسرعة 23 m/s ثم توقفت بالضغط على المكابح، فإذا احتوت المكابح على 15 kg من الحديد الذي يمتص الحرارة، فما مقدار الزيادة في درجة حرارة المكابح؟

62. ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10 g من الجليد عند درجة 20 لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة 120؟

مشاركة الدرس

حلول اسئلة اتقان حل المسائل

إتقان حل المسائل

5-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية:

50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50 g من الماء من درجة حرارة 4.5 إلى درجة حرارة 83؟

51. يمتص قالب من المعدن كتلته 5x102g مقدار 5016 J من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من 20 إلى 30، احسب الحرارة النوعية للمعدن.

53. وضعت كتلة من التنجستن مقدارها 1x102g، ودرجة حرارتها 100 في 2x102g من الماء عند درجة 20، فوصل الخليط إلى الاتزان الحراري عند درجة 21.2، احسب الحرارة النوعية للتنجستن.

54. خُلطت عينة كتلتها 6x102g من الماء عند درجة 90 بعينة ماء كتلتها 4x102g عند 22، فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط، فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟

5-2 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية:

60. كُثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40 g من بخار عند درجة 61.6 إلى سائل عند درجة 61.6، فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها 9870 J، ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟

61. تحركت سيارة كتلتها 750 kg بسرعة 23 m/s ثم توقفت بالضغط على المكابح، فإذا احتوت المكابح على 15 kg من الحديد الذي يمتص الحرارة، فما مقدار الزيادة في درجة حرارة المكابح؟

62. ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10 g من الجليد عند درجة 20 لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة 120؟

50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50 g من الماء من درجة حرارة $° C$ 4.5 إلى درجة حرارة $° C$ 83؟

51. يمتص قالب من المعدن كتلته 5x10²g مقدار 5016 J من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من $° C$ 20 إلى $° C$ 30، احسب الحرارة النوعية للمعدن.

54. خُلطت عينة كتلتها 6x10²g من الماء عند درجة $° C$ 90 بعينة ماء كتلتها 4x10²g عند $° C$ 22، فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط، فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟

60. كُثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40 g من بخار عند درجة $° C$ 61.6 إلى سائل عند درجة $° C$ 61.6، فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها 9870 J، ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟

62. ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10 g من الجليد عند درجة $° C$ 20 لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة $° C$ 120؟

50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50 g من الماء من درجة حرارة $° C$ 4.5 إلى درجة حرارة $° C$ 83؟

51. يمتص قالب من المعدن كتلته 5x10²g مقدار 5016 J من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من $° C$ 20 إلى $° C$ 30، احسب الحرارة النوعية للمعدن.

54. خُلطت عينة كتلتها 6x10²g من الماء عند درجة $° C$ 90 بعينة ماء كتلتها 4x10²g عند $° C$ 22، فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط، فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟

60. كُثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40 g من بخار عند درجة $° C$ 61.6 إلى سائل عند درجة $° C$ 61.6، فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها 9870 J، ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟

62. ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10 g من الجليد عند درجة $° C$ 20 لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة $° C$ 120؟