פיזיקה

תהליכים תרמיים . 5 תרגיל

4מתוך 1עמוד !בהצלחה

, ביוטכנולוגיה ,תרופתית כימיה

טכנולוגית מים

. 32oFמכילים מים בטמפרטורה , עשויים פוליאתילן, שני בקבוקים זהים. 1

ובקבוק שני לתוך קרח 0oCבקבוק אחד מכניסים לתוך מים בטמפרטורה

הסבר באיזה , אם כן? האם באחד מהבקבוקים מים יקפאו. 0oCבטמפרטורה

. הסבר מדוע, אם לא. בקבוק

כלי על פלטת חימום מחממים. 10oC-בכלי נמצא קרח בטמפרטורה . 2

שינוי זה גרף מתוך שניים שבציור מתאר יא. שמייצרת חום בקצב קבוע

𝐶𝑎𝑙/(𝑔 0.55 –חום סגולי של קרח שווה ל ? טמפרטורה בכלי ∙ ℃) .

מהי כמות החום הדרושה לתהליכים . 3

של DE -ו AB ,BC ,CDהמתאימים לקטעם

? קרח 1kgגרף המתאר שינוי טמפרטורה של

חום , 0.5Cal/g∙oC -חום סגולי של קרח שווה ל

, 80Cal/g -ל היתוך של קרח שווה

.540Cal/gחום אידוי מים שווה

𝐶𝑎𝑙/(𝑔 0.55חום סגולי של קרח הוא . 4 ∙ וחום ההיתוך שלו הוא (℃

80 𝐶𝑎𝑙/𝑔 2מהי כמות החום הדרושה כדי להפוךg קרח בטמפרטורה

? ℃30מים בטמפרטורה של ל ℃10−של

T,oC

0 זמן

T,oC

0 זמן

I II

פיזיקה

תהליכים תרמיים . 5 תרגיל

4מתוך 2עמוד !בהצלחה

, ביוטכנולוגיה ,תרופתית כימיה

טכנולוגית מים

בעלי מסות שוות שני נוזלים. 5

מתחממות על שני פלטות חימום

לאיזה , לפי הגרף הנתון. זהות

טמפרטורת ( Bאו A)נוזל

חום סגולי , הרתחה גבוהה יותר

( כמוס)חום אידוי , גבוה יותר

? גבוה יותר

היא הרבה יותר גרועה מכוויה 100oC -ידי קיטור ב-כוויה בעור הנגרמת על. 6

חשב את כמות החום , כדי להבין מדוע. 100oC -ידי מים ב-על הנגרמת

כשהם מתקררים לטמפרטורת 100oC -של קיטור ב g 10 -מ( א : המשתחררת

כשהם מתקררים לטמפרטורת 100oC -של מים ב g 10 -מ( ב 34oCהעור של

34oCהעור של

חום כמה. 20oC -מים ב kg 0.3מכיל , מגש קוביות קרח שמסתו מבוטלת. 7

? ולהקפיאם 0oC -יש לסלק כדי לקרר את המים ל

(CL=80 Cal/gחום היתוך לקרח )

עד להרתחה ℃0 -מים התחממו מ 10g -מהי כמות החום הדרושה כדי ש. 8

( 540𝐶𝑎𝑙/𝑔מים שווה יחום אידו)? והתאדו

ולקבל ℃100עד ℃20 -מים מ 0.75Lמהי כמות החום הדרושה כדי לחמם . 9

?קיטור 250gמהם

מקרח ℃100קיטור בטמפרטורה 2kgמהי כמות החום הדרושה כדי לקבל . 10

?℃10−בטמפרטורה

A

T

t

B

פיזיקה

תהליכים תרמיים . 5 תרגיל

4מתוך 3עמוד !בהצלחה

, ביוטכנולוגיה ,תרופתית כימיה

טכנולוגית מים

את מסת הכלי אפשר . 20oC- -קרח ב kg 0.4מכיל הביבסהמ דדובמכלי . 11

. Cal/min 100חום מסופק לכלי בקצב קבוע של . להזניח

? להינתךלאחר כמה דקות מתחיל הקרח ( א

מתחילה הטמפרטורה לעלות מעל, לאחר כמה דקות מתחילת החימום( ב

? 0oC -ל

12. 1kg 0 -קרח בoC מהי המסת הקיטור . מצוי בכלי סגור המבודד מהסביבה

משקל -במצב שיווי, שיש להזרים לתוך הכלי כך שנקבל לבסוף 100oC -ב

יש להזניח הפסדי חום )? 113oFרק מים בטמפרטורה של , תרמי

(. לסביבה ולכלי

ליטר מים בטמפרטורה של 1לתוך קלורימטר בעל קיבול חום זניח המכיל . 13

20oC 300ים גוש קרח בעל מסה של קזור g 20-בטמפרטורה שלoC . מהי

? הטמפרטורה הסופית של תכולת הכלי ומהו סוג החומר שיהיה בכלי

מזרימים אדי מים 10oC-קרח בטמפרטורה של g 800לתוך כלי המחיל . 14

? תוך כמה זמן יימס כל קרח. לדקה g 5בקצב של 100oCבטמפרטורה של

גרם 450מכניסים F1220גרם מים בטמפרטורה 250לקלורימטר כולל . 15

וטמפרטורה ( בגרמים)מהם הרכב התערובת . 580F- קרח בטמפרטורה

? בסוף התהליך

1000oCהוצא מלהבה בטמפרטורה של kg 5גוש נחושת בעל מסה של . 16

מהי כמות המים . 90oCליטר מים בטמפרטורה של 9ונזרק לתוך

𝐶𝑎𝑙/𝑔 0.1 חום סגולי לנחושת)? שהתאדתה ∙ ℃)

פיזיקה

תהליכים תרמיים . 5 תרגיל

4מתוך 4עמוד !בהצלחה

, ביוטכנולוגיה ,תרופתית כימיה

טכנולוגית מים

הציור מתאר גרפים של התחממות . 17

והרתחה של שלושה נוזלים בעלי מסות

( 3, 2, 1)איזה גרף . אתר וכהל, מים: שוות

: נתון? איזה לאתר ואיזה לכוהל, בנוי למים

2500חום סגולי של כהל שווה 𝐽

𝑘𝑔∙℃חום ,

3340סגולי של אתר שווה 𝐽

𝑘𝑔∙℃

איזה . מתקררים בחדרים עם טמפרטורות שונות שני כלים עם אופרת נוזלי. 18

?בנוי לחדר חם ואיזה לחדר קר( bאו a)גרף

:תשובות

( II) . 2 לא .1

3 . 730kCal 4 .231Cal , A –חום סגולי , B –טמפרטורה . 5

A –חום אידוי 6060Cal (א .6 660Cal (ב

7. 30kCal 8. 6400Cal

9. 195kCal 10. 1450kCal

40min (א .11 6h (ב

12. 210.08g

: הרכב, ℃0: טמפרטורה .13 387.5g 912.5+ קרחg מים

14. 21.25min

: הרכב, ℃0: טמפרטורה .15434.375g 265.625+ קרחg מים

16. 666.67g

קר –( b, חם –( a .18מים -3, כהל -2, אתר -1 .17

𝑇,℃

t 0 a

𝑇,℃

t 0 b

𝑇,℃

1

t

3

2