แบบฝึกหัด ความร้อน ชุดที่1

109

Mychaa☀️

2025.11.11 公開

ความร้อน

コメントはまだありません。

ノートテキスト

ページ1:

แบบฝึกหัดความร้อน ชุดที่ 1
1. น้ำแข็ง 3 กิโลกรัม อุณหภูมิ -20 °C เปลี่ยนไปเป็นน้ำที่อุณหภูมิ 30 °C ใช้พลังงานความร้อน
กี่กิโลจูล ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งเท่ากับ 2.1 กิโลจูล/กิโลกรัม เคลวิน ความร้อนแฝง
จำเพาะของน้ำแข็งเท่ากับ 333 กิโลจูล/กิโลกรัม, ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำเท่ากับ 4.2 กิโลจูล/
กิโลกรัม.เคลวิน
วิธีทำ จากโจทย์ 1 - 3
น้ำแข็ง 3 kg -20
น้ำแข็ง 3 kg
Q2
C
o c
- 2.1
C | Q
c. = 4.2 L : 333 1,1-20 1 - 30
Q = Q₁
รวม
M
.
Q, + Q, + Q,
' = (mcat), +(mLm² + (mcat)₂
:
= 3(2.1) (0-(-20))+3(333) +3 (4.2) (30-0)
=3(2.1)(20)+999 +3(4.2) (30)
= 126 + 999 + 378
นา
3 kg
o c
นา
3 kg 30 c
= 1503 kJ
ตอบ ใช้พลังงานความร้อน 1503 kJ
2. ใส่น้ำแข็ง 100 กรัม อุณหภูมิ 0 °C ลงในน้ำ 100 กรัม ที่อุณหภูมิ 30° C จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด
L น้ำแข็ง = 3.36 × 10° J/kg
c นํา = 4,200 J/kg • K
.
->
วิธีทา จากโจทย์ L = 3.36 x 10 ° C = 4.2 x 10 1 - 30 - 100 9 - 0.1 kg
จาก
(0.1) (4.2 x 10)
=
Q ลด = Q เพิ่ม
- (mcAt) = (mL) ice
นา
+ (ncate
(30-ผสม) = (0.1) (3.36 x 10) + (0.1) (4.2 x 10 ผสม
12. 6 - 0.42′ผสม = 0.336 + 0.42tผสม
0.84 ผสม = 12.564
tผสม = 12.569
0.84
ผสม=14.95 C
ตอบ อุณหภูมิสุดท้ายมีค่า 14.95 °C XXX

ページ2:

35
C.M
C.M
mg
h = 50 cm
ในการทดลองเปลี่ยนพลังงานกล เป็นพลังงาน
ความร้อน โดยใช้ลูกเหล็ก 100 ลูก มวล 500 กรัม
และให้ระยะห่างของจุดศูนย์กลางมวล เมื่อมีการ
กลับท่อ h = 50 เซนติเมตร ในตอนเริ่มต้น อุณหภูมิ
ลูกเหล็กเป็น 30 °C ถ้าถือว่าพลังงานกลทั้งหมด
กลายเป็นพลังงานความร้อน ให้แก่ลูกเหล็ก เมื่อ
กลับท่อ 500 ครั้ง อุณหภูมิลูกเหล็กจะเป็นกองศา-
เซลเซียส กำหนด c ลูกเหล็ก = 0.5 kJ/kg - K
X 35°C
3. 40°C
วิธีทำ จากโจทย์ C= 0.5 kJ/kg
กลับท่อ 1 ครั้ง
mcat
migh
=
50 (10) (102) = 10³ (0.5) (At)
2.
=
38 °C
4. 42 °C
S
: 500 At
At
At
=
5
500
= 0.01
ic
1
¿
กลับท่อ 1 ครั้ง อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 0.01 C
- กลับท่อ 500 ครั้ง อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น 0.01 × 500 C = 5 c
×
-
C = 5 C
=
..เมื่อกลับท่อ 500 ครั้ง อุณหภูมิลูกเหล็กจะเป็น 30+5 = 35 c
ตอบ ลูกเหล็กมีอุณหภูมิ 35 C

ページ3:

4. วัตถุมวล 20 กิโลกรัมไถลลงตามพื้นเอียงซึ่งอยู่สูงจากพื้นระดับ 15 เมตรจากสภาพหยุดนิ่ง เมื่อเคลื่อนที่
ถึงพื้นมีอัตราเร็ว 6 เมตรต่อวินาที ถ้าพลังงานของวัตถุที่สูญเสียไปเนื่องจากการไถลเปลี่ยนเป็นพลังงาน
ความร้อนหมด จงหาปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นกับวัตถุมีค่าเพิ่มขึ้นกี่กิโลจูล (g = 10 m/s)
020
V=6
h = 15 m V- 6 m/s
วิธีทำ จากโจทย์ 1 - 20 kg
Ep = Ek + Q
t
+Q
mgh = 1mv² + Q
10
20(10) (15) = 1 (20) (6)² + Q
2
3000 = 360 +
= + Q
Q = 3000 - 360
Q = 2,640 J
Q
Q = 2.64 kJ
KJ
ตอบ ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นกับวัตถุมีค่าเพิ่มขึ้น 2.64 kJ
#

ページ4:

นา
5. น้ำตกจากที่สูง 100 เมตรเป็นจำนวน 1 กิโลกรัมจะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากเดิมเท่าใด ให้ความจุ
ความร้อนจำเพาะของน้ำเป็น 4.18 กิโลจูล/กิโลกรัมองศาเซลเซียส
วิธีทำ จากโจทย์ 1 - 100 m m = 1 kg C = 4.18 KJ
Ep = Q
mgh = mcat
1(10) (100) = 1 ( 4.18 x 104
× At
At
x
= 0.23 C
ตอบ อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากเดิม 0.23 C
6. ถ้านำน้ำมวล 1 กิโลกรัม อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ใส่ตู้แช่แข็ง ซึ่งดูดความร้อนได้วินาทีละ
345 จูล นานเท่าใด น้ำจำนวนนี้จึงจะกลายเป็นน้ำแข็งหมด
กำหนด ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ 4.2 kJ/kg • K
1
Q₁
ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลวของน้ำ 330 kJ/kg
วิธีทา จากโจทย์ 11 - 20 Q = 345 C = 4.2 L = 330
kg_20 c JQ = Q, + Q,
= mcAt + mL
นํา 1 kg of c
รวม
= 1(4.2 × 10³) At + 1(330× 10³)
= 4200 (20) + 330,000
Q2
= 84000 + 330,000
น้ำแข็ง 1 kg 0 C
= 414,000
ใช้เวลาในการแช่
=
414, 000
345
= 1, 200
1 m = 60 S
20
120g s
= 20 m
ko S
ตอบ ใช้เวลา 20 นาที น้ำจำนวนนี้จะกลายเป็นน้ำแข็งทั้งหมด

ページ5:

7. น้ำตกจากหน้าผาสูงแห่งหนึ่ง มายังพื้นดิน ถ้าพลังงานศักย์โน้มถ่วงเปลี่ยนเป็นพลังงาน
ความร้อน 80% น้ำจะร้อนขึ้น 0.16 องศาเซลเซียส กำหนด ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำเป็น
4.2 x 10 J/kg.K หน้าผาสูงกี่เมตร
020
วิธีทำ จากโจทย์ t = 0.16
9 = 10 C = 4.2 x 10
Ep = Q
pgh =
prcat
8.0 (10) h = (4.2 × 10³) (0.16)
3
100
h = 4.2 x 10 x 0.16
นา
h = 84 m
ตอบ หน้าผาสูง 84 m X
XX
8
8. ถ้านำน้ำมวล 1 กิโลกรัม อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ใส่ตู้แช่แข็ง ซึ่งดูดความร้อนได้วินาทีละ
345 จูล นานเท่าใด น้ำจำนวนนี้จึงกลายเป็นน้ำแข็งหมด
4,
1
Q2
กำหนด ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ 4.2 kJ/kg.K
ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลวของน้ำ 330 kJ/kg
วิธีทา จากโจทย์
1
kg_2o c JQ
รวม
kg oc
11 - 20 Q = 345 C = 4.2 L = 330
= Q, + Q,
= mcAt + mL
= 104.2 X 10 ) At + 10330 x 10)
= 4200 (20) + 330,000
= 84000 + 330,000
น้ำแข็ง 1 kg 0 C
oc
= 414,000
=
ใช้เวลาในการแช่
=
414, 000
345
= 1, 200
| 1 m = 60 S
20
1200 s
= 20 m
160 s
ตอบ ใช้เวลา 20 นาที น้ำจำนวนนี้จะกลายเป็นน้ำแข็งทั้งหมด 3

ページ6:

9. ลูกปืนมวล 10 กรัม มีอัตราเร็ว 100 เมตรต่อวินาที เข้าชนผนัง ถ้า 90% ของพลังงานจลน์เปลี่ยนแปลง
เป็นพลังงานความร้อนแก่ลูกปืน จงหาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของลูกปืน เมื่อความจุความร้อนจำเพาะ
ของลูกปืนเป็น 100 จูลต่อกิโลกรัม องศาเซลเซียส
วิธีฑา จากโจทย์ = 0.1
90
M
.
V=100 C=100
E = Q
mv = mcAt
2mvi
2
( 100 ) 1/1 (0.1) (100) ² = 0.1 (100) At
2
450
At
=
10At
= 45 C
ตอบ ลูกปืนมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 45 C
10. ถ้าต้องการให้อุณหภูมิของเหล็กสมมติสูงขึ้น 0.1 °C ต้องปล่อยเหล็กบนพื้นเอียงซึ่งเอียงทำมุม
37 °C กับแนวราบ จากที่สูงกี่เมตร เมื่อพลังงานที่สูญเสียไปของเหล็กบนพื้นเอียงเปลี่ยนเป็น
ความร้อนหมด ให้พื้นเอียงมีสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานเท่ากับ 0.2 และเหล็กมีความจุความร้อน
จำเพาะ 500 จูล/กิโลกรัม เคลวิน, กำหนด sin 37 = 0.6, cos 37 = 0.8
mgcos371
h = ?
mg
N
mg sin 37
S
37
f = MN
= Mmg cos 37
cos
=
h = sin 37
=
วธฑา W=fs
W = (MN)S
W = (Mmg cos37)S
Q = W
mcat =(Mngcos37)s
500 (0.1) = 0.2 (10) (0.8) S
50 = 1.65
S = 50
1.6
S = 31.25
ตอบ ที่สูง 18.75 m XX
| sin 37 = 11
0.6
h
=
S
h
31.25
= 0.6 (31.25)
h = 18.75 m