گرما و قانون گازها

 

در اين فصل به بررسي گرما و آثار آن مي پردازيم. همچنين به بررسي گرماي ويژه، تغيير حالت مواد و گرماي نهان ذو ب و تبخير پرداخته و با راههاي انتقال گرما و قانون عمومي گازها آشنا مي شويم.

دما

دما معياري است که ميزان سردي و گرمي جسمها را مشخص مي کند. يکاي دما درجه سيلسيوس است که با  ْ C  نشان داده مي شود. دما برحسب درجه سيلسيوس را معمولاً با θ نمايش مي دهند. اما يکاي دما در SI  درجه کلوين است که با K  نشان داده مي شود. دما بر حسب کلوين را معمولاً با T  نشان مي دهند. بين K   وْ C  رابطه زير برقرار است:

T (K) = θ(C ْ) + 273

تعبير مولکولي دما

انرژي دروني هر جسم، مجموع انرژيهاي مولکولهاي تشکيل دهنده آن است. افزايش انرژي دروني هر جسم غالباً به صورت افزايش دماي آن جسم ظاهر مي شود پس «دماي هر جسم متناسب است با انرژي جنبشي متوسط مولکولهاي سازنده آن.»

گرما و تعادل گرمايي

مي دانيد که گرما مقداري انرژي است که به دليل اختلاف دما بين يک جسم و جسم ديگري که با آن در تماس است مبادله مي شود. با توجه به قانون پايستگي انرژي، مقداري انرژي که جسم با دماي بالاتر از دست مي دهد برابر است با مقدار انرژي که جسم با دماي پايينتر دريافت مي کند. اين مبادله تا زماني که دماي دو جسم يکي شود ادامه مي يابد: زماني که دو جسم هم دما شدند ديگر انرژي اي مبادله نمي شود، در اين حالت دو جسم با هم در تعادل گرمايي و دماي مشترک را «دماي تعادل» مي نامند.

گرماي ويژه

گرماي ويژه هر جسم مقدار گرمايي است که بايد يک کيلوگرم از آن جسم داده شود تا دماي آن يک درجه سيلسيوس (يا يک کلوين) افزايش يابد. گرماي ويژه با c نمايش داده مي شود و يکاي آن ْ J/kgc مي باشد.

 به اين ترتيب گرماي (Q) لازم براي ايجاد تغيير θ Δ براي جسم  به جرم m و ظرفيت گرمايي ويژه C از رابطه زير به دست مي آيد:

Q =mc  Δ θ = mc(θ₂ –θ₁)

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

اگرθ2 ≤ θ1  Þ  Δθ ≤0 Þ  Q ≤0 Þ  دماي جسم کاهش يافته است

براي محاسبه دماي تعادل دو يا چند جسم با گرماي ويژه C1 C2 C3 و ... و جرمهاي m1 m2 m3  و ... با دماهاي اوليه 1θ   2θ  3θ و ... که در تماس کامل با هم قرار گرفته اند مي توانيم مي توانيم حاصل جمع گرماهايي را که با هم مبادله کرده اند مساوي صفر قرار دهيم.

Q1+Q2+Q3 +… = 0

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

گرما سنجي

گرماسنج از يک فلاسک يا ظرفي که به خوبي عايق بندي شده و يک همزن و يک دماسنج تشکيل شده است. درون گرماسنج آب مي ريزند و وقتي دماي فلاسک و همزن و آب يکي شد دما را مي خوانند آنگاه جسم مورد نظر را درون فلاسک مي اندازند تا به تعادل گرمايي برسد و دماي تعادل را مي خوانند. گرماسنج، خود داراي ظرفيت گرمايي است که مربوط فلاسک و همزن و دماسنج است MC_F+M’C_M+M’’C_T = A  ظرفيت گرمايي گرماسنج با داشتن ظرفيت گرمايي ويژه گرماسنج، مي توان گرماي ويژه يک جسم را به کمک گرما سنج تعيين کرد.

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

حالتهاي ماده

گفتيم که ماده به سه حالت جامد، مايع و گاز يافت مي شود. گذار ماده از يک حالت (فاز) به حالت (فاز) ديگر را تغيير حالت (تغيير فاز) گويند تغيير حالتها معمولاً با گرفتن يا از دست دادن گرما همراهند. به نمودار زير توجه کنيد، تغيير حالتهاي ماده در آن نشان داده شده است. 

ذوب و تبخيز و تصعيد گرماگير هستند. انجماد و ميعان و چالش گرماده هستند.

- گرماي نهان ذوب: اگر به جسم جامدي که به دماي ذوب رسيده گرما بدهيم، شروع به ذوب شدن مي کند. اين گرما سبب تغيير دماي جسم نمي شود بلکه صدف تغيير حالت جسم مي شود. از اين رو به اين گرما، گرماي نهان ذوب گويند.

 

- گرماي نهان ويژه ذوب (Lf): مقدار گرمايي است که بايد به يک کيلوگرم جسم جامد در نقطه ذوب داده شود تا به مايع در همان دما تبديل شود.

گرماي نهان ذوب Q = ml_f

 

- گرماي نهان ويژه انجماد: فرآيند انجماد عکس فرآيند ذوب است. هر جسم به هنگام انجماد همانقدر گرما از دست مي دهد که به هنگام ذوب مي گيرد.

گرماي نهان انجماد  Q =-  ml_f

- گرماي نهان ويژه تبخير(Lv): برابر مقدار گرمايي است که بايد به يک کيلوگرم مايع در دماي نقطه جوش داده شود تا به بخار در همان دما تبديل شود.

گرماي نهان تبخير Q = ml_v

- گرماي نهان ويژه ميعان: فرآيند ميعان عکس فرآيند تبخير است. گرماي نهان ميعان،منفي گرماي نهان تبخير است.

گرماي نهان ميعان Q =  - ml_v

در SI يکاي گرماي نهان J/kg  مي باشد. 

تبخير سطحي

به گريز مولکولهاي مايع از سطح مايع، تبخير سطحي مي گويند. در اثر تبخير سطحي انرژي دروني مايع کاهش مي يابد و در نتيجه دمايش هم کاهش مي يابد. آهنگ تبخير سطحي به عواملي چون دما و مساحت سطح مايع بستگي دارد.

اثر تغيير دما بر طول و حجم جسمها

اکثر اجسام در اثر افزايش دما، منبسط مي شوند. اين انبساط به صورتهاي زير است:

1 – انبساط جامدها:

الف) طولي     ب) سطحي    ج) حجمي

2 – انبساط مايعها

3 – انبساط گازها (قانون گازها) 

 1 – انبساط جامدها

الف) انبساط طولي جامدها: افزايش دما باعث افزايش طول جامدها مي شود. انبساط طولي اجسام مختلف با هم متفاوت است و براي نشان دادن اين تفاوت از کميت ضريب انبساط طولي استفاده مي شود.

 

 

ضريب انبساط طولي (آلفا) عبارتست از افزايش طول واحد طول از يک جسم جامد وقتي که دماي آن يک درجه کلوين (يا سانتي گراد) بالا رود.

 

الفا α =  ^ΔL/_L1ΔT

 

يکاي ضريب انبساط طولي 1/K  يا 1/C° مي باشد.

اگر جسمي به طول L به اندازه TΔ گرم شود، مقدار افزايش طول آن از رابطه زير به دست مي آيد:

ΔL = α L₁ Δ T

ب) انبساط سطحي جامدها: افزايش دما باعث افزايش سطح جامدها نيز مي شود. 

ضريب انبساط سطحي (2α) عبارت است از افزايش مساحت واحد سطح يک جسم جامد وقتي که دماي آن يک درجه کلوين (يا سانتي گراد) بالا رود و مقدار آن حدود 2 برابر ضريب انبساط طولي مي باشد.)

يکاي ضريب انبساط سطحي نيز 1/K  يا  1/C°مي باشد.

اگر جسمي به مساحت A₁ به اندازه ΔT گرم شود، مقدار افزايش سطح آن از رابطه زير به دست مي آيد:

Δ A = A₁ 2 α Δ T

ج) انبساط حجمي جامدها: براي انبساط حجمي هم ضريب انبساط حجمي را تعريف مي کنيم.

ضريب انبساط حجمي (3 α آلفا) عبارت است از افزايش حجيم واحد حجيم ماده به ازاي افزايش دماي يک کلوين.

ضريب انبساط حجمي را معمولاً با بتا نمايش مي دهند و مقدار آن حدوداً سه برابر ضريب انبساط طولي است (β بتا=  )

β = ^ΔV/_V1ΔT

ΔV =  ΔT

2 – انبساط مايعها: مايعها هم با افزايش دما انبساط مي يابند. براي مايعها هم ضريب انبساط حجمي تعريف مي شود. انبساط مايعها اساس کار دماسنجهاي جيوه اي و الکلي را تشکيل مي دهد.

 

تغييرات چگالي با دما

با توجه به اينکه افزايش دما، حجم جسم را افزايش مي دهد مي توان گفت افزايش دما چگالي را کاهش مي دهد. زيرا چگالي با حجم رابطه وارون دارند.

  ℓ = ^m/_v

انبساط غير عادي آب

حجم بيشتر مايعها با کاهش دما، کاهش مي يابد ولي آب رفتاري متفاوت دارد. به اين صورت که از ْC4  تا ْC0آب افزايش حجم پيدا مي کند. 

انتقال گرما

ديديم که اختلاف دما باعث شارش گرما از جسم با دماي بالاتر به جسم با دماي پايين تر مي شود. اين شارش گرما به سه صورت انجام مي شود:

1 – رسانش    2 – همرفتي           3  – تابش  

رسانش

از قبل با مواد رسانا و نارساناي گرما آشنا هستيد. رساناهاي خوب گرما را بهتر و سريعتر انتقال مي دهند. براي محاسبه آهنگ شارش گرما در يک ماده ميله اي به طول  Lو سطح مقطع A  انتخاب مي کنيم و در دو سر آن اختلاف دما ايجاد مي کنيم. دماي يک سر ميله را 2θ (دماي بالاتر) و دماي سرديگر 1θ (دماي پايين تر) فرض کنيد.

آهنگ شارش گرما به عوامل زير بستگي دارد:

1 – اختلاف دما: Δθ = θ₁-θ₂ هر چه اختلاف دما بيشتر باشد گرما با آهنگ بيشتري شارش مي کند.

2 – طول ميله: هر چه طول ميله بيشتر باشد، گرما کندتر شارش مي شود.

3 – سطح مقطع ميله: هر چه سطح مقطع ميله بيشتر باشد، آهنگ شارش گرما بيشتر مي شود.

در نتيجه Q  يعني گرمايي که در t  ثانيه در يک ميله شارش مي کند برابر است با:

 

Q =

ثابت تناسب K  رسانندگي گرمايي نام دارد.

يکاي رسانندگي گرمايي J/smk يا  w/mk  مي باشد.

 

همرفتي

اين شويه انتقال گرما بيشتر مربوط به مايعها و گازها است. اگر به يک نقطه درون مايعي گرما بدهيم، آن نقطه گرم مي شود و چگالي در آن نقطه کاهش مي يابد. کم شدن چگالي در آن نقطه باعث مي شود که مايع گرم شده بالا برود و جاي آن را مايع سردتر بگيرد. به اين ترتيب اگر گرما دادن ادامه پيدا کند، مايع مرتباً جابه جا مي شود و گرما را به قسمتهاي ديگر مايع انتقال مي دهد. به اين شيوه انتقال گرما همرفي مي گويند. جريان همرفتي در گازها (مثل هوا) هم وجود دارد.

تابش

همه اجسام در حال تابش از سطح خود هستند. در نتيجه همه اجسام تابش جسمهاي ديگر را که در اطراف آنها قرار دارند دريافت مي کنند. از اين تابش بخشي را جذب مي کنند (که باعث بالا رفتن دماي آنها مي شود) و بخشي را باز مي تابانند، سرعت انتقال گرما از طريق تابش بسيار زياد است.

قانون گازها

براي مقدار معيني از يک گاز کامل کميت  PV/T  يعني حاصل ضرب فشار گاز در حجم گاز تقسيم بر دماي گاز بر حسب کلوين همواره ثابت است.

يعني اگر در يک فرآيند، حجم و فشار و دماي مقدار معيني از يک گاز کامل را از و  و  و به و  و  و  برسانيم داريم:

 

دقت کنيد دما در اين رابطه بر حسب کلوين باشند و يکاهاي p و v در دو طرف يکسان باشند.

سؤالات حل شده

1- يک قطعه فلز به جرم 700 گرم و ظرفيت گرمايي ويژه j/gc 245 را تا دماي c100 گرم کرده و در 200 گرم آب 25 درجه مي اندازيم و صبر مي کنيم تا به دماي تعادل برسد. اگر از اتلاف انرژي صرف نظر شود دماي تعادل را محاسبه کنيد.  (j/kgc 4200 = c آب)

پاسخ:

 مقدار گرمايي که آب به دست مي آورد = مقدار گرمايي که فلز از دست مي دهد.

Q1=Q2

M₁c₁( θ₁- θ ) = m₂c₂( θ –θ₂)

0/7 ×245(100- θ ) = 0/2×4200( θ - 25)

θ   =37/7 cْ

 

2 – يک قطعه آهن به جرم m و دماي  c 100 را در يک ظرف آلومينيومي به جرم 100 گرم که محتوي 150 گرم مايع به دماي c ْ8 مي اندازيم. اگر دماي تعادل  ْc 204  باشد. جرم قطعه آهن را محاسبه کنيد.

 

(900j/kgc = c آلومينيوم          و j/kgc 2500= c مايع             و      j/kgc 390= c آهن)

پاسخ:

مقدار گرمايي که ظرف آلومينيومي مي گيرد + مقدار گرمايي که مايع مي گيرد =  مقدار گرمايي که آهن از دست مي 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 سانتي گراد در داخل 850 گرم آب صفر درجه مي کنيم. اگر گرماي نهان تبخير آب  باشد، دماي تعادل را به دست آوريد.

C = 4200 j/kgc

پاسخ:

مقدار گرمايي که آب مي گيرد = مقدار گرمايي که بخار از دست مي 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 يک ميله فلزي در دماي 10 درجه سلسيوس 50 سانتيمتر است. حساب کنيد در چه دمايي طول ميله به اندازه 5/0 سانتيمتر افزايش مي يابد.

 

 : پاسخΔ L = L₁αΔθ

0/005=0/5×15×10 ^-6× ( θ2 - 10)

θ2=677 Cْ

 

5– گازي با فشار 2 اتمسفر و دماي 25 درجه سانتي گراد داريم. دماي گاز را به 100 درجه سانتي گراد مي رسانيم و حجم گاز را دو برابر مي کنيم. فشار گاز را در اين حالت به دست آوريد.

 

پاسخ : V2 = 2V1
 

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

 

6- يک بادکنک در فشار اتمسفر و دماي 305 درجه کلوين داراي 600 سانتي متر مکعب نيتروژن است. در نقطه اي که فشار آن 8/0 اتمسفر و دما 10- درجه سانتي گراد است حجم بادکنک چقدر خواهد بود؟

 

7– اگر دماي مقدار معيني از يک گاز کامل را 4 برابر کنيم و فشار آن را به نصف برسانيم حجم گاز چه تغييري خواهد کرد؟

 

8– طول يک ميله نازک از جنس برنج در دماي 10 درجه سانتي گراد 3 متر است اگر در اثر گرما دماي ميله به 200 درجه سانتي گراد افزايش يابد. طول ميله چقدر افزايش خواهد يافت؟

( α = 31 * 10^-6)

 

9– 200 گرم آب c20 را با چه مقدار يخ صفر درجه سانتي گراد مخلوط کنيم تا پس از ايجاد تعادل g 50 يخ باقي بماند؟

Lf = 3/4 × 10⁵ , c = 4200 j/kgc

 

10– در ظرفي به جرم 100 گرم و گرماي ويژه 450 ژول بر کيلوگرم درجه سلسيوس مقدار 550 گرم آب 20 درجه سانتي گراد يک قطعه يخ صفر درجه به جرم 70 گرم را داخل آن مي اندازيم. دماي تعادل را به دست آوريد.

L_f =3/4 × 10⁵ , آبc = 4200 j/kgc

سوالات کنکور گرما و قانون گازها

۱-در يک ظرف به شکل استوانه مقداری آب ۲۰درجه سانتيگراد قرار دارد. اگر دمای آب  به ۵۰  درجه  سانتيگراد  افزايش  يابد  و ضريب انبساط ظرف ناچيز باشد فشار وارد بر کف ظرف و ارتفاع آب چگونه تغيير می کند ؟

(۷۸  ت )

    ۱)افزايش- افزايش                        ۲)کاهش - افزايش

    ۳)ثابت - ثابت                           √ ۴)ثابت - افزايش

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

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

۳-يک گلوله  فلزی  به جرم  ۸۰۰ گرم و دمای ۴۲ درجه سانتيگراد را روی يک قطعه بزرگ يخ صفر درجه قرار می دهيم. پس از برقراری تعادل جرم يخ ذوب شده چند گرم است؟   (  گرمای  نهان  ذوب  يخ  و  گرمای  ويژه  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 دهيم ، ۱۹۰ گرم يخ ذوب می شود . اگر  گرمای  نهان ذوب يخ ۳۴۰۰۰۰ ژول بر کيلو گرم باشد گرمای ويژه فلز چندژول بر کيلو گرم کلوين است؟ 

( ۷۹  ت )

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

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

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

۶-مخزن  گازی  محتوی ۱۵  ليتر گاز  اکسيژن  با  فشار ۲ اتمسفر  را  به يک مخزن خالی از هوا به حجم ۲۵ ليتر متصل می کنيم . 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 يک پل بر اثر ۲۵ درجه  سانتيگراد  افزايش دما  ۵/۲ cm  اضافه  شده است. اگر  ضريب  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  سانتيگراد و  فشارش يک اتمسفر است . آنقدر  متراکم  می کنيم  تا  حجم آن به ۶/۱ حجم اوليه خود برسد . اگر در اين حالت ، فشارگاز متراکم 6.5 اتمسفر باشد ، دمای آن چند درجه سلسيوس است ؟ ( ۸۰  ت )

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

۹-ضريب انبساط طولی فلزی ^5-10×2.5 k^-1 . است. دمای يک ميله از آن را چند درجه سلسيوس افزايش  دهيم تا بر طول  آن تقريبا به اندازه يک هزارم طول اوليه اضافه شود؟ (۸۰ ر )

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

۱۰-ضريب انبساط طولی ميله ای  ^5-10×2 ^1-k  است. اگر دمای اين ميله ۵۰ درجه سلسيوس افزايش يابد ، طول آن چند در صد افزايش می يابد؟

(۸۱ ت )

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

۱۱-مقداری گاز در  دمای ۳۰۰  کلوين  زير  پيستون  قرار دارد . اگر  با جابجا کردن پيستون حجم گاز را دو برابر کنيم و دمای گاز را نيز به ۴۰۰k برسانيم ، فشار گاز چند برابر می شود؟ ( ۸۱ ت )

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

۱۲-مقداری يخ صفر درجه سلسيوس را با همان مقدار آب با دمای ۹۰ درجه سلسيوس مخلوط می کنيم . دمای تعادل مخلوط را تعيين کنيد . (۸۱  ت )         (گرمای نهان ذوب يخ ۳۳۶  kj/kg و گرمای ويژه آب۴۲۰۰  j/kgc است )

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

۱۳-دمای مقدار معينی گاز کامل ۲۷c است. دمای آن را در فشار ثابت ،چند درجه سلسيوس زياد کنيم تا افزايش حجم آن۳/۱ حجم ادليه اش باشد ؟

   ( ۸۱ ر )

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

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

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

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

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

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

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

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

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

۱۷-قطعه فلزی به جرم 2.5kg با دمای ۶۸ c را روی يک قطعه يخ بزرگ صفر درجه سلسيوس قرار می دهيم . اگر گرمای نهان ويژه ذوب يخ۳۴۰۰۰۰j/kg و گرمای ويژه فلز ۳۸۰j/kgc  باشد . چند گرم از يخ ذوب می شود؟

 ( ۸۳ ت ) 

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

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

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

۱۹-يک قطعه ۱۰۰گرم از مس با دمای ۸۱c را در ظرف عايقی که حاوی ۲۰۰گرم آب با دمای ۱۵c است می اندازيم . اگر گرمای ويژه مس و آب ۴۰۰ و ۴۲۰۰ در SI باشد . دمای تعادل چند درجه سلسيوس می شود ؟ (  ۸۳  ر )

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

۲۰-طول ميله ای در دمای صفر درجه سلسيوس برابر۸۰۰cm  است . اگر طول آن در دمای ۵۰ درجه سلسيوس به ۸۰۱ cm برسد ، ضريب 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 ۱۰۰ليتر محتوی گاز کاملی با دمای ۲۷c و فشار ۱۵ اتمسفراست . اگر با استفاده از پيستون حجم همان گاز را به ۸۰ ليتر و دمای آن را به ۴۷c برسانيم، فشار گاز در اين حالت چند اتمسفر می شود ؟  ( ۸۳ ر )

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

۲۴-دمای يک ورقه فلزی را ۲۵۰cافزايش می دهيم . مساحت آن يک در صد افزايش می يابد . ضريب 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 بگيريد که شعاعهای مساوی دارند ولی درون يکی از آنها حفره ای وجود دارد . اگر به دو کره انرژی گرمايی مساوی بدهيم شعاع آنها چگونه تغيير می کند ؟ ( ۸۴  ر )

   ۱)افزايش شعاع دو کره برابر است.

   ۲)افزايش شعاع کره حفره دار کمتر است.

√ ۳)افزايش شعاع کره حفره دار بيشتر است .

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

۲۶- چند ليتر آب ۸۰ درجه سلسيوس را با ۴۰ ليتر آب ۱۰ درجه سلسيوس مخلوط کنيم تا دمای تعادل تقريبی ۴۰ درجه سلسيوس شود ؟ ( ۸۵ ت )

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

۲۷- در درون يک مکعب فلزی به ضلع  ۲۰ سانتيمتر حفره خالی کروی به شعاع ۵ سانتيمتر وجود دارد . اگر در اثر افزايش دما ضلع مکعب به اندازه ۴../. ميلی متر افزايش يابد . شعاع حفره ..... می يابد . ( ۸۵ ت )

 √ ۱) ۱../. ميلی متر افزايش ۲) ۱../. ميلی متر کاهش

    ۳) ۳../. ميلی متر کاهش     ۴) ۳../. ميلی متر افزايش 

۲۸- ۲ ليتر گاز کامل با فشار يک اتمسفر و دمای ۲۷ درجه سلسيوس زير پيستون قرار دارد . پيستون را به غقب می کشيم و حجم گاز را به ۴ ليتر می رسانيم . اگر در اين عمل دمای گاز ۱۲ درجه سلسيوس کاهش يافته باشد . فشار آن به چند اتمسفر رسيده است ؟ ( ۸۵ ت )

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

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

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

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

  ۳) هنگامی که در يخچال را باز می کنيد هوای سرد از بالای آن بيرون می آيد .

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

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

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

۳۱-چند ليتر آب ۸۰ درجه سلسيوس را با ۴۰ ليتر آب ۱۰ درجه سلسيوس مخلوط کنيم ، تا دمای تعادل تقريبی ۴۰ درجه سلسيوس شود ؟ ( ۸۵ ت )

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

۳۲- در درون يک مکعب فلزی به ضلع ۲۰ سانتيمتر حفره خالی کروی به شعاع ۵ سانتيمتر وجود درد . اگر در اثر افزايش دما ضلع مکعب به اندازه ۴../. ميلی متر افزايش يابد . شعاع حفره ... می يابد . ( ۸۵ ت )

  ۱) ۱../. ميلی متر کاهش            √ ۲) ۱../. ميلی متر افزايش

  ۳)۳../. ميلی متر کاهش                ۴)۳../. ميلی متر افزايش

۳۳- ۲ ليتر گاز کامل با فشار يک اتمسفر و دمای ۲۷ درجه سلسيوس زير پيستون قرار دارد . پيستون را به عقب می کشيم و حجم گاز را به ۴ ليتر می رسانيم . اگر در اين عمل دمای گاز ۱۲ درجه سلسيوس کاهش يافته باشد . فشار آن به چند اتمسفر رسيده است ؟( ۸۵ ت )

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

۳۴- کدام مطلب زير درست است ؟ ( ۸۵ ر )

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

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

   ۳)هنگامی که در يخچال را باز می کنيد هوای سرد از بالای آن بيرون می آيد .

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