2020 A/L Physics Past Paper · Question 35 (Sinhala Medium)

Answer: (5) $400\ \text{g}$

දී ඇති තොරතුරු

දී ඇත: ජලය $m_w = 1$ kg, $35^\circ\text{C}$, $c_w = 4.0 \times 10^3\ \text{J kg}^{-1}\,{}^\circ\text{C}^{-1}$; අයිස් $-5^\circ\text{C}$, $c_i = 2.0 \times 10^3$; $l = 3.4 \times 10^5\ \text{J kg}^{-1}$; බහාලුම, පරිසරය — තාප හුවමාරුවක් නැත.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සොයන්නේ: සම්පූර්ණයෙන් දිය විය හැකි අයිස්හි උපරිම ස්කන්ධය.

අදාළ න්‍යාය

$Q = mc\theta$

උණුසුම් වස්තුව ලබා දුන් තාපය = සිසිල් වස්තුව ලබා ගත් තාපය

එහෙත් මෙහි දී තාපය අවශෝෂණය කළ ද උෂ්ණත්වයේ වැඩි වීමක් සිදු නොවන නිසා ඒ තාපය 'ගුප්ත තාපයක්' ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ.

ද්‍රවාංකයේ පවතින ඝන ද්‍රව්‍ය ඒකීය ස්කන්ධයක් සම්පූර්ණයෙන් ම ද්‍රවාංකයේ පවතින ද්‍රවය බවට පත් කිරීමට ලබා දිය යුතු තාප ප්‍රමාණය ඒ ඝන ද්‍රව්‍යයේ විලයනයේ විශිෂ්ට ගුප්ත තාපය ලෙස අර්ථ දක්වේ.

$\therefore Q = ml$

අවශ්‍ය සමීකරණ

$Q_w = m_w c_w (35 - 0)$

$Q_i = m c_i (0 - (-5)) + m l$

$Q_w = Q_i$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

සැලැස්ම: අයිස් ඉතිරිව පවතින තාක් මිශ්‍රණය $0^\circ\text{C}$ ට වඩා පහත නොවැටේ; එබැවින් ජලයට ලබා දිය හැකි උපරිම තාපය $35 \to 0^\circ\text{C}$ දී ම ය.

(1) එම තාපය; (2) අයිස් 1 kg කට අවශ්‍ය තාපය; (3) බෙදීම.

තර්කය / ගණනය

$1.4 \times 10^5$

$Q_w = 1 \times 4.0 \times 10^3 \times 35$

$1.0 \times 10^4$

$2.0 \times 10^3 \times 5$

$3.4 \times 10^5$

$l$

$3.5 \times 10^5$

$1.0 \times 10^4 + 3.4 \times 10^5$

$0.40$

$m = \frac{1.4 \times 10^5}{3.5 \times 10^5}$

$400$

$m = 0.40 \times 1000$

පරීක්ෂා කිරීම

ඒකක පරීක්ෂාව: $\text{kg} \times \text{J kg}^{-1}\,{}^\circ\text{C}^{-1} \times {}^\circ\text{C} = \text{J}$; $\dfrac{\text{J}}{\text{J kg}^{-1}} = \text{kg}$ ✓.

භෞතික විශ්වාසනීයත්වය: බොහෝ තාපය දිය වීමටම වැය වේ ($3.4 \times 10^5$ න් $1.0 \times 10^4$ පමණක් රත් කිරීමට); $1$ kg ජලය $35^\circ\text{C}$ සිට අයිස් $400$ g දිය කිරීම යුක්තියුක්ත ය ✓.

$mw * cw * th0 / (ci * 5 + L) * 1000$

නිගමනය

$m = \frac{1.4 \times 10^5}{3.5 \times 10^5} = 0.40\ \text{kg}$

ජලය $0^\circ\text{C}$ දක්වා ලබා දෙන $1.4 \times 10^5$ J, 1 kg කට අවශ්‍ය $3.5 \times 10^5$ J ඇති අයිස්හි $0.40$ kg දිය කරයි — පිළිතුර (5) $400$ g.

අයිස් $-5^\circ\text{C}$ සිට $0^\circ\text{C}$ දක්වා රත් කිරීමට අවශ්‍ය තාපය අමතක කිරීම.

දිය වීමට පෙර අයිස් $0^\circ\text{C}$ ට පැමිණිය යුතුය: $m c_i \times 5$ ද එකතු කරන්න.