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

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

தரப்பட்ட தகவல்கள்

தரப்பட்டவை: நீர் $m_w = 1$ kg, $35^\circ\text{C}$, $c_w = 4.0 \times 10^3\ \text{J kg}^{-1}\,{}^\circ\text{C}^{-1}$; பனிக்கட்டி $-5^\circ\text{C}$, $c_i = 2.0 \times 10^3$; $l = 3.4 \times 10^5\ \text{J kg}^{-1}$; கொள்கலம், சூழல் — வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லை.

வினா என்ன கேட்கிறது

கேட்கப்படுவது: முழுமையாக உருகக்கூடிய பனிக்கட்டியின் உயர்ந்தபட்சத் திணிவு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

$$Q = mc\theta$$

சூடான பொருளிலிருந்து இழக்கப்பட்ட வெப்பம் = குளிரான பொருள்பெற்ற வெப்பம்.

இம்மாற்றம் நடைபெறும் காலம் முழுவதும் இச் செயல்முறைக்கு வெப்பசக்தி உறிஞ்சப்படும். வெப்பசக்தி உறிஞ்சப்பட்டாலும் வெப்பநிலை அதிகரிப்பு ஏற்படாது.

1 kg திணிவுள்ள பதார்த்தத்தைத் திண்ம நிலையிலிருந்து வெப்பநிலை மாறாமல் (அதன் உருகுநிலையில்) திரவமாக மாற்றுவதற்கு தேவையான வெப்பச்சக்தி, அப்பதார்த்தத்தின் உருகலின் தன் மறை வெப்பம் என வரையறுக்கப்படும்.

$$Q = ml$$

தேவையான சமன்பாடுகள்

$Q_w = m_w c_w (35 - 0)$

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

$Q_w = Q_i$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்: பனிக்கட்டி எஞ்சியிருக்கும்வரை கலவை $0^\circ\text{C}$ இலும் குறையாது; ஆகவே நீர் கொடுக்கக்கூடிய அதியுயர் வெப்பம் $35 \to 0^\circ\text{C}$ இலேயே. (1) அந்த வெப்பம்; (2) ஒரு kg பனிக்கட்டிக்குத் தேவை; (3) வகுக்க.

காரணம் / கணக்கீடு

$1.4 \times 10^5$

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

$1.0 \times 10^4$

$2.0 \times 10^3 \times 5$

$3.4 \times 10^5$

$l$

$3.5 \times 10^5$

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

$0.40$

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

$400$

$m = 0.40 \times 1000$

சரிபார்ப்பு

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

பௌதிக நம்பகத்தன்மை: பெரும்பாலான வெப்பம் உருகலுக்கே ($3.4 \times 10^5$ இல் $1.0 \times 10^4$ மட்டும் சூடாக்க); $1$ kg நீர் $35^\circ\text{C}$ இலிருந்து $400$ g பனிக்கட்டியை உருக்குவது நியாயமானது ✓.

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

முடிவு

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

நீர் $0^\circ\text{C}$ வரை கொடுக்கும் $1.4 \times 10^5$ J, ஒரு kg க்கு $3.5 \times 10^5$ J தேவைப்படும் பனிக்கட்டியில் $0.40$ kg ஐ உருக்கும் — விடை (5) $400$ g.

பனிக்கட்டியை $-5^\circ\text{C}$ இலிருந்து $0^\circ\text{C}$ க்குச் சூடாக்கத் தேவையான வெப்பத்தை மறத்தல்.

உருக முன் பனிக்கட்டி $0^\circ\text{C}$ ஐ அடைய வேண்டும்: $m c_i \times 5$ ஐயும் சேர்க்க.