విశిష్టోష్ణం & ఉష్ణమితి (Specific Heat and Calorimetry)

Correct: C — విశిష్టోష్ణం (Specific heat)

ఈ సూత్రంలో Q ఉష్ణం, m ద్రవ్యరాశి, s విశిష్టోష్ణం, Δt ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల. గుప్తోష్ణం స్థితి మార్పుకు సంబంధించింది, దానికి సూత్రం Q = mL. కాబట్టి ఉష్ణోగ్రత మారే సందర్భంలో s అంటే విశిష్టోష్ణం.

Correct: D — 4200 J/kg·K

నీటి విశిష్టోష్ణం సుమారు 4200 J/kg·K (అంటే 1 cal/g·°C). సాధారణ పదార్థాల్లో ఇది చాలా ఎక్కువ. ఇతర ఎంపికలు పది రెట్లు తక్కువ లేదా ఎక్కువ, లేదా సగం విలువలు. అందుకే నీరు శీతలీకరణకు, వేడి నీటి సంచులకు ఉపయోగపడుతుంది.

Correct: A — J/kg·K

విశిష్టోష్ణం అంటే 1 kg పదార్థ ఉష్ణోగ్రతను 1 K పెంచడానికి కావలసిన ఉష్ణం కాబట్టి ప్రమాణం J/kg·K. J/kg అనేది గుప్తోష్ణం ప్రమాణం, N/m² పీడనం ప్రమాణం. ప్రమాణాలను బట్టి ఏ భావనో గుర్తించడం సులభం.

Correct: B — 1,68,000 J

Q = m s Δt = 2 × 4200 × (30 – 10) = 2 × 4200 × 20 = 1,68,000 J. 84,000 J వస్తే ద్రవ్యరాశిని 1 kg గా తీసుకున్నట్లు, 2,52,000 J వస్తే ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలను 30 గా తీసుకున్నట్లు అర్థం; అవి సాధారణ పొరపాట్లు.

Correct: C — ఇసుక విశిష్టోష్ణం తక్కువ

తక్కువ విశిష్టోష్ణం ఉన్న పదార్థానికి కొద్ది ఉష్ణం ఇచ్చినా ఉష్ణోగ్రత త్వరగా పెరుగుతుంది, కొద్దిగా కోల్పోయినా త్వరగా తగ్గుతుంది. ఇసుక అలాంటి పదార్థం. దీనికి విరుద్ధంగా నీటి విశిష్టోష్ణం ఎక్కువ కాబట్టి సముద్రం నెమ్మదిగా వేడెక్కి నెమ్మదిగా చల్లబడుతుంది.

Correct: D — 21,000 J

Q = m s Δt = 0.5 × 4200 × 10 = 21,000 J. 42,000 J అనేది ద్రవ్యరాశిని 1 kg గా తీసుకుంటే వస్తుంది, 4,200 J అనేది ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలను 1 గా తీసుకుంటే వస్తుంది. ద్రవ్యరాశి, ఉష్ణోగ్రత మార్పు రెండింటినీ గుణించాలి.

Correct: A — 50°C

కెలోరిమెట్రీ సూత్రం ప్రకారం వేడి నీరు కోల్పోయే ఉష్ణం = చల్లని నీరు గ్రహించే ఉష్ణం. ద్రవ్యరాశి, విశిష్టోష్ణం రెండూ సమానం కాబట్టి 80 – T = T – 20, అంటే T = 50°C. ద్రవ్యరాశులు సమానమైతే తుది ఉష్ణోగ్రత రెండు ఉష్ణోగ్రతల సగటు అవుతుంది; 100°C అసాధ్యం.

Correct: B — ఇస్త్రీ పెట్టెలో ద్వి-లోహపు పట్టీ వాడకం

ద్వి-లోహపు పట్టీ రెండు లోహాల అసమాన ఉష్ణ వ్యాకోచం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది, నీటి విశిష్టోష్ణంతో సంబంధం లేదు. మిగతా మూడూ నీటి అధిక విశిష్టోష్ణం (≈ 4200 J/kg·K) వల్లే సాధ్యమవుతాయి: ఎక్కువ ఉష్ణాన్ని గ్రహించినా ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా పెరగడం దీనికి కారణం.

Correct: C — 800 J/K

ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం = m × s = 2 × 400 = 800 J/K, అంటే మొత్తం వస్తువు ఉష్ణోగ్రతను 1 K పెంచడానికి 800 J కావాలి. 200 వచ్చేది భాగహారం చేస్తే, 402 వచ్చేది కూడితే; రెండూ తప్పు. విశిష్టోష్ణం ఒక kg కి, ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం మొత్తం వస్తువుకు.