جزوه فصل ششم از فیزیک 2 دبیرستان

بخش ششم – گرما و قانون گازها

در این فصل به بررسی گرما و آثار آن می پردازیم. همچنین به بررسی گرمای ویژه، تغییر حالت مواد و گرمای نهان ذو ب و تبخیر پرداخته و با راههای انتقال گرما و قانون عمومی گازها آشنا می شویم.

دما

دما معیاری است که میزان سردی و گرمی جسمها را مشخص می کند. یکای دما درجه سیلسیوس است که با  ْ C  نشان داده می شود. دما برحسب درجه سیلسیوس را معمولاً با θ نمایش می دهند. اما یکای دما در SI  درجه کلوین است که با K  نشان داده می شود. دما بر حسب کلوین را معمولاً با T  نشان می دهند. بین K   وْ C  رابطه زیر برقرار است:

T (K) = θ(C ْ) + 273

تعبیر مولکولی دما

انرژی درونی هر جسم، مجموع انرژیهای مولکولهای تشکیل دهنده آن است. افزایش انرژی درونی هر جسم غالباً به صورت افزایش دمای آن جسم ظاهر می شود پس «دمای هر جسم متناسب است با انرژی جنبشی متوسط مولکولهای سازنده آن.»

گرما و تعادل گرمایی

می دانید که گرما مقداری انرژی است که به دلیل اختلاف دما بین یک جسم و جسم دیگری که با آن در تماس است مبادله می شود. با توجه به قانون پایستگی انرژی، مقداری انرژی که جسم با دمای بالاتر از دست می دهد برابر است با مقدار انرژی که جسم با دمای پایینتر دریافت می کند. این مبادله تا زمانی که دمای دو جسم یکی شود ادامه می یابد: زمانی که دو جسم هم دما شدند دیگر انرژی ای مبادله نمی شود، در این حالت دو جسم با هم در تعادل گرمایی و دمای مشترک را «دمای تعادل» می نامند.

گرمای ویژه

گرمای ویژه هر جسم مقدار گرمایی است که باید یک کیلوگرم از آن جسم داده شود تا دمای آن یک درجه سیلسیوس (یا یک کلوین) افزایش یابد. گرمای ویژه با c نمایش داده می شود و یکای آن ْ J/kgc می باشد.

 به این ترتیب گرمای (Q) لازم برای ایجاد تغییر θ Δ برای جسم  به جرم m و ظرفیت گرمایی ویژه C از رابطه زیر به دست می آید:

Q =mc  Δ θ = mc(θ₂ –θ₁)

اگرθ2 ≥ θ1  Þ  Δθ ≥0 Þ  Q ≥0 Þ  دمای جسم بالا رفته است

اگرθ2 ≤ θ1  Þ  Δθ ≤0 Þ  Q ≤0 Þ  دمای جسم کاهش یافته است

برای محاسبه دمای تعادل دو یا چند جسم با گرمای ویژه C1 C2 C3 و ... و جرمهای m1 m2 m3  و ... با دماهای اولیه 1θ   2θ  3θ و ... که در تماس کامل با هم قرار گرفته اند می توانیم می توانیم حاصل جمع گرماهایی را که با هم مبادله کرده اند مساوی صفر قرار دهیم.

Q1+Q2+Q3 +… = 0

M₁c₁( θ- θ₁)+ m₂c₂ (θ-θ₂) + m₃c₃(θ  - θ₃)+… = 0

گرما سنجی

گرماسنج از یک فلاسک یا ظرفی که به خوبی عایق بندی شده و یک همزن و یک دماسنج تشکیل شده است. درون گرماسنج آب می ریزند و وقتی دمای فلاسک و همزن و آب یکی شد دما را می خوانند آنگاه جسم مورد نظر را درون فلاسک می اندازند تا به تعادل گرمایی برسد و دمای تعادل را می خوانند. گرماسنج، خود دارای ظرفیت گرمایی است که مربوط فلاسک و همزن و دماسنج است MC_F+M’C_M+M’’C_T = A  ظرفیت گرمایی گرماسنج با داشتن ظرفیت گرمایی ویژه گرماسنج، می توان گرمای ویژه یک جسم را به کمک گرما سنج تعیین کرد.

A(θ – θ₁)+ m₁c _آب (θ – θ₁) + m₂ c _جسم (θ - θ₂) = 0

حالتهای ماده

گفتیم که ماده به سه حالت جامد، مایع و گاز یافت می شود. گذار ماده از یک حالت (فاز) به حالت (فاز) دیگر را تغییر حالت (تغییر فاز) گویند تغییر حالتها معمولاً با گرفتن یا از دست دادن گرما همراهند. به نمودار زیر توجه کنید، تغییر حالتهای ماده در آن نشان داده شده است. 

ذوب و تبخیز و تصعید گرماگیر هستند. انجماد و میعان و چالش گرماده هستند.

- گرمای نهان ذوب: اگر به جسم جامدی که به دمای ذوب رسیده گرما بدهیم، شروع به ذوب شدن می کند. این گرما سبب تغییر دمای جسم نمی شود بلکه صدف تغییر حالت جسم می شود. از این رو به این گرما، گرمای نهان ذوب گویند.

- گرمای نهان ویژه ذوب (Lf): مقدار گرمایی است که باید به یک کیلوگرم جسم جامد در نقطه ذوب داده شود تا به مایع در همان دما تبدیل شود.

گرمای نهان ذوب Q = ml_f

- گرمای نهان ویژه انجماد: فرآیند انجماد عکس فرآیند ذوب است. هر جسم به هنگام انجماد همانقدر گرما از دست می دهد که به هنگام ذوب می گیرد.

گرمای نهان انجماد  Q =-  ml_f

- گرمای نهان ویژه تبخیر(Lv): برابر مقدار گرمایی است که باید به یک کیلوگرم مایع در دمای نقطه جوش داده شود تا به بخار در همان دما تبدیل شود.

گرمای نهان تبخیر Q = ml_v

- گرمای نهان ویژه میعان: فرآیند میعان عکس فرآیند تبخیر است. گرمای نهان میعان،منفی گرمای نهان تبخیر است.

گرمای نهان میعان Q =  - ml_v

در SI یکای گرمای نهان J/kg  می باشد. 

تبخیر سطحی

به گریز مولکولهای مایع از سطح مایع، تبخیر سطحی می گویند. در اثر تبخیر سطحی انرژی درونی مایع کاهش می یابد و در نتیجه دمایش هم کاهش می یابد. آهنگ تبخیر سطحی به عواملی چون دما و مساحت سطح مایع بستگی دارد.

اثر تغییر دما بر طول و حجم جسمها

اکثر اجسام در اثر افزایش دما، منبسط می شوند. این انبساط به صورتهای زیر است:

1 – انبساط جامدها:

الف) طولی     ب) سطحی    ج) حجمی

2 – انبساط مایعها

3 – انبساط گازها (قانون گازها) 

 1 – انبساط جامدها

الف) انبساط طولی جامدها: افزایش دما باعث افزایش طول جامدها می شود. انبساط طولی اجسام مختلف با هم متفاوت است و برای نشان دادن این تفاوت از کمیت ضریب انبساط طولی استفاده می شود.

ضریب انبساط طولی (آلفا) عبارتست از افزایش طول واحد طول از یک جسم جامد وقتی که دمای آن یک درجه کلوین (یا سانتی گراد) بالا رود.

الفا α =  ^ΔL/_L1ΔT

یکای ضریب انبساط طولی 1/K  یا 1/C° می باشد.

اگر جسمی به طول L به اندازه TΔ گرم شود، مقدار افزایش طول آن از رابطه زیر به دست می آید:

ΔL = α L₁ Δ T

ب) انبساط سطحی جامدها: افزایش دما باعث افزایش سطح جامدها نیز می شود. 

ضریب انبساط سطحی (2α) عبارت است از افزایش مساحت واحد سطح یک جسم جامد وقتی که دمای آن یک درجه کلوین (یا سانتی گراد) بالا رود و مقدار آن حدود 2 برابر ضریب انبساط طولی می باشد.)

یکای ضریب انبساط سطحی نیز 1/K  یا  1/C°می باشد.

اگر جسمی به مساحت A₁ به اندازه ΔT گرم شود، مقدار افزایش سطح آن از رابطه زیر به دست می آید:

Δ A = A₁ 2 α Δ T

ج) انبساط حجمی جامدها: برای انبساط حجمی هم ضریب انبساط حجمی را تعریف می کنیم.

ضریب انبساط حجمی (3 α آلفا) عبارت است از افزایش حجیم واحد حجیم ماده به ازای افزایش دمای یک کلوین.

ضریب انبساط حجمی را معمولاً با بتا نمایش می دهند و مقدار آن حدوداً سه برابر ضریب انبساط طولی است (β بتا=  )

β = ^ΔV/_V1ΔT

ΔV =  ΔT

2 – انبساط مایعها: مایعها هم با افزایش دما انبساط می یابند. برای مایعها هم ضریب انبساط حجمی تعریف می شود. انبساط مایعها اساس کار دماسنجهای جیوه ای و الکلی را تشکیل می دهد.

تغییرات چگالی با دما

با توجه به اینکه افزایش دما، حجم جسم را افزایش می دهد می توان گفت افزایش دما چگالی را کاهش می دهد. زیرا چگالی با حجم رابطه وارون دارند.

  ℓ = ^m/_v

انبساط غیر عادی آب

حجم بیشتر مایعها با کاهش دما، کاهش می یابد ولی آب رفتاری متفاوت دارد. به این صورت که از ْC4  تا ْC0آب افزایش حجم پیدا می کند. 

انتقال گرما

دیدیم که اختلاف دما باعث شارش گرما از جسم با دمای بالاتر به جسم با دمای پایین تر می شود. این شارش گرما به سه صورت انجام می شود:

1 – رسانش    2 – همرفتی           3  – تابش  

رسانش

از قبل با مواد رسانا و نارسانای گرما آشنا هستید. رساناهای خوب گرما را بهتر و سریعتر انتقال می دهند. برای محاسبه آهنگ شارش گرما در یک ماده میله ای به طول  Lو سطح مقطع A  انتخاب می کنیم و در دو سر آن اختلاف دما ایجاد می کنیم. دمای یک سر میله را 2θ (دمای بالاتر) و دمای سردیگر 1θ (دمای پایین تر) فرض کنید.

آهنگ شارش گرما به عوامل زیر بستگی دارد:

1 – اختلاف دما: Δθ = θ₁-θ₂ هر چه اختلاف دما بیشتر باشد گرما با آهنگ بیشتری شارش می کند.

2 – طول میله: هر چه طول میله بیشتر باشد، گرما کندتر شارش می شود.

3 – سطح مقطع میله: هر چه سطح مقطع میله بیشتر باشد، آهنگ شارش گرما بیشتر می شود.

در نتیجه Q  یعنی گرمایی که در t  ثانیه در یک میله شارش می کند برابر است با:

Q =

ثابت تناسب K  رسانندگی گرمایی نام دارد.

یکای رسانندگی گرمایی J/smk یا  w/mk  می باشد.

همرفتی

این شویه انتقال گرما بیشتر مربوط به مایعها و گازها است. اگر به یک نقطه درون مایعی گرما بدهیم، آن نقطه گرم می شود و چگالی در آن نقطه کاهش می یابد. کم شدن چگالی در آن نقطه باعث می شود که مایع گرم شده بالا برود و جای آن را مایع سردتر بگیرد. به این ترتیب اگر گرما دادن ادامه پیدا کند، مایع مرتباً جابه جا می شود و گرما را به قسمتهای دیگر مایع انتقال می دهد. به این شیوه انتقال گرما همرفی می گویند. جریان همرفتی در گازها (مثل هوا) هم وجود دارد.

تابش

همه اجسام در حال تابش از سطح خود هستند. در نتیجه همه اجسام تابش جسمهای دیگر را که در اطراف آنها قرار دارند دریافت می کنند. از این تابش بخشی را جذب می کنند (که باعث بالا رفتن دمای آنها می شود) و بخشی را باز می تابانند، سرعت انتقال گرما از طریق تابش بسیار زیاد است.

قانون گازها

برای مقدار معینی از یک گاز کامل کمیت  PV/T  یعنی حاصل ضرب فشار گاز در حجم گاز تقسیم بر دمای گاز بر حسب کلوین همواره ثابت است.

یعنی اگر در یک فرآیند، حجم و فشار و دمای مقدار معینی از یک گاز کامل را از و  و  و به و  و  و  برسانیم داریم:

دقت کنید دما در این رابطه بر حسب کلوین باشند و یکاهای p و v در دو طرف یکسان باشند.

سؤالات حل شده

1- یک قطعه فلز به جرم 700 گرم و ظرفیت گرمایی ویژه j/gc 245 را تا دمای c100 گرم کرده و در 200 گرم آب 25 درجه می اندازیم و صبر می کنیم تا به دمای تعادل برسد. اگر از اتلاف انرژی صرف نظر شود دمای تعادل را محاسبه کنید.  (j/kgc 4200 = c آب)

پاسخ:

 مقدار گرمایی که آب به دست می آورد = مقدار گرمایی که فلز از دست می دهد.

Q1=Q2

M₁c₁( θ₁- θ ) = m₂c₂( θ –θ₂)

0/7 ×245(100- θ ) = 0/2×4200( θ - 25)

θ   =37/7 cْ

2 – یک قطعه آهن به جرم m و دمای  c 100 را در یک ظرف آلومینیومی به جرم 100 گرم که محتوی 150 گرم مایع به دمای c ْ8 می اندازیم. اگر دمای تعادل  ْc 204  باشد. جرم قطعه آهن را محاسبه کنید.

(900j/kgc = c آلومینیوم          و j/kgc 2500= c مایع             و      j/kgc 390= c آهن)

پاسخ:

مقدار گرمایی که ظرف آلومینیومی می گیرد + مقدار گرمایی که مایع می گیرد =  مقدار گرمایی که آهن از دست می دهد.

Q1 = Q2 + Q3

M1c1(  θ1 -θ)= m2c 2 (θ  -θ2)+m3c3 ( θ  - θ3 )

M1× 390 (100-20) = 0/15 × 2500(20-8) + 0/1× 900 (20-8)

M1 = 0/18 kg  Þ   m1 = 180 gr

3 – مقدار 50 گرم بخار آب 100 درجه سانتی گراد در داخل 850 گرم آب صفر درجه می کنیم. اگر گرمای نهان تبخیر آب  باشد، دمای تعادل را به دست آورید.

C = 4200 j/kgc

پاسخ:

مقدار گرمایی که آب می گیرد = مقدار گرمایی که بخار از دست می دهد.

M₁L_v + m₁c (100 - θ ) = m₂c ( θ - 0)

0/05 ×2/3×10⁶+ 0/05×4200(100- θ)=0/85 ×4200θ

 θ = 37ْ c

4 – طول یک میله فلزی در دمای 10 درجه سلسیوس 50 سانتیمتر است. حساب کنید در چه دمایی طول میله به اندازه 5/0 سانتیمتر افزایش می یابد.

 : پاسخΔ L = L₁αΔθ

0/005=0/5×15×10 ^-6× ( θ2 - 10)

θ2=677 Cْ

5– گازی با فشار 2 اتمسفر و دمای 25 درجه سانتی گراد داریم. دمای گاز را به 100 درجه سانتی گراد می رسانیم و حجم گاز را دو برابر می کنیم. فشار گاز را در این حالت به دست آورید.

پاسخ : V2 = 2V1
 

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ Þ  2*V₁/(273 + 25) = P₂ *2V₁/(273 + 100 ) Þ   P₂ = ½ at

6- یک بادکنک در فشار اتمسفر و دمای 305 درجه کلوین دارای 600 سانتی متر مکعب نیتروژن است. در نقطه ای که فشار آن 8/0 اتمسفر و دما 10- درجه سانتی گراد است حجم بادکنک چقدر خواهد بود؟

7– اگر دمای مقدار معینی از یک گاز کامل را 4 برابر کنیم و فشار آن را به نصف برسانیم حجم گاز چه تغییری خواهد کرد؟

8– طول یک میله نازک از جنس برنج در دمای 10 درجه سانتی گراد 3 متر است اگر در اثر گرما دمای میله به 200 درجه سانتی گراد افزایش یابد. طول میله چقدر افزایش خواهد یافت؟

( α = 31 * 10^-6)

9– 200 گرم آب c20 را با چه مقدار یخ صفر درجه سانتی گراد مخلوط کنیم تا پس از ایجاد تعادل g 50 یخ باقی بماند؟

Lf = 3/4 × 10⁵ , c = 4200 j/kgc

10– در ظرفی به جرم 100 گرم و گرمای ویژه 450 ژول بر کیلوگرم درجه سلسیوس مقدار 550 گرم آب 20 درجه سانتی گراد یک قطعه یخ صفر درجه به جرم 70 گرم را داخل آن می اندازیم. دمای تعادل را به دست آورید.

L_f =3/4 × 10⁵ , آبc = 4200 j/kgc

سوالات کنکور گرما و قانون گازها

۱-در یک ظرف به شکل استوانه مقداری آب ۲۰درجه سانتیگراد قرار دارد. اگر دمای آب  به ۵۰  درجه  سانتیگراد  افزایش  یابد  و ضریب انبساط ظرف ناچیز باشد فشار وارد بر کف ظرف و ارتفاع آب چگونه تغییر می کند ؟

(۷۸  ت )

    ۱)افزایش- افزایش                        ۲)کاهش - افزایش

    ۳)ثابت - ثابت                           √ ۴)ثابت - افزایش

۲-در دمای ثابت چند در صد حجم گازی را کم کنیم تا فشار آن ۲۵ در صد زیاد شود؟ (۷۸ ر )

    ۱)۱             ۲)۱۵             ۳)۲۵            √ ۴)۲۰

۳-یک گلوله  فلزی  به جرم  ۸۰۰ گرم و دمای ۴۲ درجه سانتیگراد را روی یک قطعه بزرگ یخ صفر درجه قرار می دهیم. پس از برقراری تعادل جرم یخ ذوب شده چند گرم است؟   (  گرمای  نهان  ذوب  یخ  و  گرمای  ویژه  فلز در SI ۳۳۶۰۰۰  و ۲۰۰ است  ) ( ۷۹ ت )

 ۱)۴۰۰                 ۲)۲۰۰            √ ۳)۲۰              ۴)۱۰

۴-وقتی قطعه فلزی به جرم ۵/۲ kg را روی قطعه بزرگ سخ صفر  درجه قرار می دهیم ، ۱۹۰ گرم یخ ذوب می شود . اگر  گرمای  نهان ذوب یخ ۳۴۰۰۰۰ ژول بر کیلو گرم باشد گرمای ویژه فلز چندژول بر کیلو گرم کلوین است؟ 

( ۷۹  ت )

  ۱)۱۹۰            √  ۲)۳۸۰                ۳)۴۸۰             ۴)۷۶۰ 

۵-هر گاه به دمای گاز کاملی   ۵۴۶  درجه  سانتیگراد بیزاییم ، در حجم ثابت فشارش  ۳ برابر می شود . دمای اولیه گاز برحسب سانتیگراد چقدر است؟ (۷۹ ت )

      ۱)۱۳۶/۵-         √  ۲)صفر             ۳)۵/۱۳۶ +         ۴)۲۷۳

۶-مخزن  گازی  محتوی ۱۵  لیتر گاز  اکسیژن  با  فشار ۲ اتمسفر  را  به یک مخزن خالی از هوا به حجم ۲۵ لیتر متصل می کنیم . در دمای ثابت فشار هر مخزن چند اتمسفر می شود ؟ ( ۷۹  ر  )

  ۱)۱/۲            √ ۲)۳/۴            ۳)۴/۳              ۴)۵/۴

۷-طول یک پل بر اثر ۲۵ درجه  سانتیگراد  افزایش دما  ۵/۲ cm  اضافه  شده است. اگر  ضریب  انبساط  طولی  پل 1.25×10^5-  باشد  طول  پل چند متر است ؟ ( ۸۰  ت )

۱) ۶۰             √ ۲) ۸۰               ۳) ۱۰۰            ۴)۱۲۰

۸-مقداری گاز کامل  را  که  دمای  آن  ۲۷  درجه  سانتیگراد و  فشارش یک اتمسفر است . آنقدر  متراکم  می کنیم  تا  حجم آن به ۶/۱ حجم اولیه خود برسد . اگر در این حالت ، فشارگاز متراکم 6.5 اتمسفر باشد ، دمای آن چند درجه سلسیوس است ؟ ( ۸۰  ت )

     ۱)۱۰۴              ۲)۷۷                ۳)۵۲              √ ۴)۲۷

۹-ضریب انبساط طولی فلزی ^5-10×2.5 k^-1 . است. دمای یک میله از آن را چند درجه سلسیوس افزایش  دهیم تا بر طول  آن تقریبا به اندازه یک هزارم طول اولیه اضافه شود؟ (۸۰ ر )

 ۱)۳۰            √ ۲)۴۰             ۳)۵۰             ۴)۶۰

۱۰-ضریب انبساط طولی میله ای  ^5-10×2 ^1-k  است. اگر دمای این میله ۵۰ درجه سلسیوس افزایش یابد ، طول آن چند در صد افزایش می یابد؟

(۸۱ ت )

    1)0.1          √ 2)1               3)2           4)10

۱۱-مقداری گاز در  دمای ۳۰۰  کلوین  زیر  پیستون  قرار دارد . اگر  با جابجا کردن پیستون حجم گاز را دو برابر کنیم و دمای گاز را نیز به ۴۰۰k برسانیم ، فشار گاز چند برابر می شود؟ ( ۸۱ ت )

  ۱)۳/۸           √ ۲)۲/۳            ۳)۳/۲            ۴)۸/۳

۱۲-مقداری یخ صفر درجه سلسیوس را با همان مقدار آب با دمای ۹۰ درجه سلسیوس مخلوط می کنیم . دمای تعادل مخلوط را تعیین کنید . (۸۱  ت )         (گرمای نهان ذوب یخ ۳۳۶  kj/kg و گرمای ویژه آب۴۲۰۰  j/kgc است )

    ۱)۱۰            ۲)۵             √ ۳)2.5          ۴)صفر

۱۳-دمای مقدار معینی گاز کامل ۲۷c است. دمای آن را در فشار ثابت ،چند درجه سلسیوس زیاد کنیم تا افزایش حجم آن۳/۱ حجم ادلیه اش باشد ؟

   ( ۸۱ ر )

   ۱)۲۲۷                ۲)۹۰۰            ۳)۱۲۷           √ ۴)۱۰۰

 ۱۴-یک قطعه فلز به جرم ۵۰۰g را که دمای آن ۶۷c است در ظرفی عایق حرارت که حاوی ۳۸۰ g آب دردمای ۲۰cاست می اندازیم . دمای تعادل چند درجه سلسیوس می شود؟( ۸۲ ر )

( گرمای ویژه آب و فلز در SI برابر ۴۲۰۰  و ۳۸۰ است ) 

 ۱)۲۳            ۲)۲۴              √۳)۲۵             ۴)۲۸

۱۵-ضریب انبساط طولی یک جسم جامد چند برابر ضریب انبساط حجمی آن است ؟  (  ۸۲  ر )

     ۱)۳              ۲)۲              √ ۳)۱/۳            ۴)۱/۲

۱۶-اگر فشار گازکاملی را ۲۵ در صد افزایش داده و همزمان دمای مطلق آن را ۲۰ در صد کاهش دهیم ، حجم گاز چگونه تغییر می کند ؟ ( ۸۲ ر )

√۱)۳۶ در صد کاهش                    ۲)۴۰ در صد افزایش

  ۳)۶۰ در صد افزایش                   ۴)۶۴ در صد کاهش

۱۷-قطعه فلزی به جرم 2.5kg با دمای ۶۸ c را روی یک قطعه یخ بزرگ صفر درجه سلسیوس قرار می دهیم . اگر گرمای نهان ویژه ذوب یخ۳۴۰۰۰۰j/kg و گرمای ویژه فلز ۳۸۰j/kgc  باشد . چند گرم از یخ ذوب می شود؟

 ( ۸۳ ت ) 

   ۱)۹۵            √۲)۱۹۰           ۳)۳۸۰           ۴)۵۷۰

۱۸-چگالی گاز کاملی در دمای صفر درجه سلسیوس و فشار ۱ اتمسفر برابر 1.4 kg/m³  است. چگالی این گاز در فشار ۲ اتمسفر و دمای ۲۷۳c چند کیلوگرم بر متر مکعب است ؟ ( ۸۳ ت )

     1)0.35           2)0.7              √ 3)1.4            4)2.8

۱۹-یک قطعه ۱۰۰گرم از مس با دمای ۸۱c را در ظرف عایقی که حاوی ۲۰۰گرم آب با دمای ۱۵c است می اندازیم . اگر گرمای ویژه مس و آب ۴۰۰ و ۴۲۰۰ در SI باشد . دمای تعادل چند درجه سلسیوس می شود ؟ (  ۸۳  ر )

  √۱) ۱۸            ۲)۲۰             ۳) ۲۳            ۴)۲۸

۲۰-طول میله ای در دمای صفر درجه سلسیوس برابر۸۰۰cm  است . اگر طول آن در دمای ۵۰ درجه سلسیوس به ۸۰۱ cm برسد ، ضریب انبساط طولی آن در SI  کدام است ؟ ( ۸۳ ر )

      1)^4-10 ×2.5       √ 2)^5-10×2.5      3)^4-10×4      4)^5-10×4   

۲۳-استوانه ای به حجم ۱۰۰لیتر محتوی گاز کاملی با دمای ۲۷c و فشار ۱۵ اتمسفراست . اگر با استفاده از پیستون حجم همان گاز را به ۸۰ لیتر و دمای آن را به ۴۷c برسانیم، فشار گاز در این حالت چند اتمسفر می شود ؟  ( ۸۳ ر )

   ۱)۱۵               ۲)۱۸           √۳)۲۰             ۴)۲۵

۲۴-دمای یک ورقه فلزی را ۲۵۰cافزایش می دهیم . مساحت آن یک در صد افزایش می یابد . ضریب انبساط حجمی آن فلز در SI کدام است ؟ (۸۴ ت )

        1)^4-10×2        2)^5-10×2        3)^4-10×4      √4)^5-10×4

۲۵-دو که فلزی هم جتس در نظر بگیرید که شعاعهای مساوی دارند ولی درون یکی از آنها حفره ای وجود دارد . اگر به دو کره انرژی گرمایی مساوی بدهیم شعاع آنها چگونه تغییر می کند ؟ ( ۸۴  ر )

   ۱)افزایش شعاع دو کره برابر است.

   ۲)افزایش شعاع کره حفره دار کمتر است.

√ ۳)افزایش شعاع کره حفره دار بیشتر است .

   ۴)بسته به شعاع و محل حفره همه حالات ممکن است .

۲۶- چند لیتر آب ۸۰ درجه سلسیوس را با ۴۰ لیتر آب ۱۰ درجه سلسیوس مخلوط کنیم تا دمای تعادل تقریبی ۴۰ درجه سلسیوس شود ؟ ( ۸۵ ت )

    ۱) ۲۵          √ ۲) ۳۰              ۳) ۴۵             ۴) ۵۰

۲۷- در درون یک مکعب فلزی به ضلع  ۲۰ سانتیمتر حفره خالی کروی به شعاع ۵ سانتیمتر وجود دارد . اگر در اثر افزایش دما ضلع مکعب به اندازه ۴../. میلی متر افزایش یابد . شعاع حفره ..... می یابد . ( ۸۵ ت )

 √ ۱) ۱../. میلی متر افزایش ۲) ۱../. میلی متر کاهش

    ۳) ۳../. میلی متر کاهش     ۴) ۳../. میلی متر افزایش 

۲۸- ۲ لیتر گاز کامل با فشار یک اتمسفر و دمای ۲۷ درجه سلسیوس زیر پیستون قرار دارد . پیستون را به غقب می کشیم و حجم گاز را به ۴ لیتر می رسانیم . اگر در این عمل دمای گاز ۱۲ درجه سلسیوس کاهش یافته باشد . فشار آن به چند اتمسفر رسیده است ؟ ( ۸۵ ت )

۱) ۲۳/.          √ ۲) ۴۸/.            ۳) ۶۳/.          ۴)۹۸/.

۲۹- کدام مطلب  زیر درست است ؟ ( ۸۵ ر )

  ۱) اگر در هوای سرد یک قطعه فلز و یک قطعه چوب خشک را لمس کنیم فلز گرمتر به نظر می رسد .

√ ۲) برای لباس های آتش نشانی پوشش براق مناسب تر است .

  ۳) هنگامی که در یخچال را باز می کنید هوای سرد از بالای آن بیرون می آید .

  ۴) در کشورهای با آب و هوای گرم ، رنگ تیره برای نمای بیرون ساختمان ها مناسب تر است .

۳۰- ۲۰ گرم گاز کامل در فشار ۴ اتمسفر در محفظه ای به حجم ۳۰ لیتر قرار دارد . در دمای ثابت ۱۰ گرم از گاز را خارج کرده و حجم محفظه را نیز نصف می کنیم . فشار آن چند اتمسفر می شود ؟ ( ۸۵ ر )

   ۱)۲       √ ۲)۴            ۳)۶            ۴) ۸

۳۱-چند لیتر آب ۸۰ درجه سلسیوس را با ۴۰ لیتر آب ۱۰ درجه سلسیوس مخلوط کنیم ، تا دمای تعادل تقریبی ۴۰ درجه سلسیوس شود ؟ ( ۸۵ ت )

  ۱)۲۵          √ ۲)۳۰          ۳)۴۵           ۴)۵۰

۳۲- در درون یک مکعب فلزی به ضلع ۲۰ سانتیمتر حفره خالی کروی به شعاع ۵ سانتیمتر وجود درد . اگر در اثر افزایش دما ضلع مکعب به اندازه ۴../. میلی متر افزایش یابد . شعاع حفره ... می یابد . ( ۸۵ ت )

  ۱) ۱../. میلی متر کاهش            √ ۲) ۱../. میلی متر افزایش

  ۳)۳../. میلی متر کاهش                ۴)۳../. میلی متر افزایش

۳۳- ۲ لیتر گاز کامل با فشار یک اتمسفر و دمای ۲۷ درجه سلسیوس زیر پیستون قرار دارد . پیستون را به عقب می کشیم و حجم گاز را به ۴ لیتر می رسانیم . اگر در این عمل دمای گاز ۱۲ درجه سلسیوس کاهش یافته باشد . فشار آن به چند اتمسفر رسیده است ؟( ۸۵ ت )

۱)۲۳/.          √ ۲)۴۸/.           ۳)۶۳/.            ۴)۹۸/.

۳۴- کدام مطلب زیر درست است ؟ ( ۸۵ ر )

  ۱)اگر در هوای سرد یک قطعه فلز و یک قطعه چوب خشک را لمس کنیم فلز گرمتر به نظر می رسد .

 √ ۲)برای لباس های آتش نشانی پوشش براق مناسب تر است .

   ۳)هنگامی که در یخچال را باز می کنید هوای سرد از بالای آن بیرون می آید .

   ۴)در کشورهای با آب و هوای گرم ، رنگ تیره برای نمای بیرون ساختمان ها مناسب تر است .

منبع:http://1ph.blogfa.com