2019 A/L Physics Past Paper · Question 42 (Sinhala Medium)

Answer: (2) තඹ

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අප දන්නා දේ:

බෝලය 120 °C සිට 30 °C දක්වා සිසිල් වේ.

ජලය සහ බඳුන 27 °C සිට 30 °C දක්වා රත් වේ.

වගුවේ බඳුන සාදා ඇත්තේ කුමන ලෝහයෙන් දැයි සෙවිය යුතු ය.

අදාළ න්‍යාය

තාප හුවමාරු මූලධර්මය.

රත් බෝලය අහිමි කළ තාපය, ජලය සහ බඳුන ලැබූ තාපයට සහ පරිසරයට අහිමි වූ තාපයට සමාන ය.

වස්තුවක තාප වෙනස $Q = mc\Delta\theta$ ය.

පරිසරයට අලාභය ශුන්‍ය හෝ ඊට වැඩි විය හැක. ශුන්‍යයට වඩා අඩු විය නොහැක.

මෙහි දී පරිසරයට සිදුවන තාප හුවමාරුව නොසැලකිය හැකි නම්, තාප හුවමාරුව පිළිබඳ මූලධර්මයට අනුව, උණුසුම් වස්තුව ලබා දුන් තාපය = සිසිල් වස්තුව ලබා ගත් තාපය

අවශ්‍ය සමීකරණ

$Q = mc\,\Delta\theta$

$Q_{ball} = Q_{water} + Q_{cont} + Q_{loss},\quad Q_{loss} \ge 0$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

$13500$

$Q_{ball} = 0.3 \times 500 \times (120 - 30)$

$12600$

$Q_{water} = 1 \times 4200 \times (30 - 27)$

$900$

$Q_{cont} \le 13500 - 12600$

තර්කය / ගණනය

බඳුන $0.7 \times c \times 3$ J ලබා ගනී.

මෙය $900$ J ට වඩා වැඩි විය නොහැක.

$$c \le \dfrac{900}{2.1} \approx 429\ \text{J kg}^{-1}\text{ K}^{-1}$$

පරිසරයට අලාභයක් නැති විට පමණක් සමාන වේ.

$c \le 429$ ඇති ලෝහ මොනවා ද?

තඹ ($385$), රිදී ($230$), ඊයම ($128$).

ඇලුමිනියම් ($900$) සහ යකඩ ($450$) විශාල ය.

$808.5$

$0.7 \times 385 \times 3$

$91.5$

$900 - 808.5$

$417$

$900 - 0.7 \times 230 \times 3$

$631$

$900 - 0.7 \times 128 \times 3$

තඹ කුඩා අලාභයකින් ගැළපේ, ආසන්න වශයෙන් $90$ J.

රිදී සහ ඊයම්වලට බොහෝ තාපය පරිසරයට යා යුතු ය.

එබැවින් බඳුන තඹ ය.

මෙම ලෝහයට $0.7 \times 900 \times 3 = 1890$ J ඕනෑ ය. ඉතිරි $900$ J පමණි.

මෙම ලෝහයට ඕනෑ $269$ J පමණි. එවිට $631$ J පරිසරයට යා යුතු ය. එය විශ්වාස කළ නොහැක.

මෙම ලෝහයට $0.7 \times 450 \times 3 = 945$ J ඕනෑ ය. ඉතිරි $900$ J පමණි.

මෙම ලෝහයට ඕනෑ $483$ J පමණි. එවිට $417$ J පරිසරයට යා යුතු ය. එය විශාල අලාභයකි.

පරීක්ෂා කිරීම

පරීක්ෂාව.

අලාභයක් නැති විට $c = 429$. එය යකඩවලට ($450$) ආසන්න ය.

නමුත් යකඩ නොවිය හැක. ඒවාට ඇති තාපයට වඩා වැඩියෙන් ඕනෑ ය.

එය කිසිවක් නැතිව ශක්තිය නිපදවීමකි.

පරිසරයට අලාභය කිසි විටෙක සෘණ නොවේ.

$(0.3 * 500 * 90 - 4200 * 3) / (0.7 * 3)$

නිගමනය

බඳුනට උපරිම වශයෙන් $900$ J ඉතිරි වේ, එබැවින් $c \le 429$.

යකඩ සහ ඇලුමිනියම් නොවිය හැක.

තඹ කුඩා අලාභයකින් ගැළපේ.

පිළිතුර වරණය (2) යි.

$c = 429$ සොයාගෙන ආසන්නම අගය $450$ (යකඩ) තෝරා ගැනීම.

යකඩවලට $945$ J ඕනෑ ය. එය ඇති තාපයට වඩා වැඩි ය. එය ශක්ති සංස්ථිති නියමය කඩ කරයි. පරිසරයට අලාභය කිසි විටෙක සෘණ නොවේ.