$0.047\, kg$ દળ ધરાવતાં ઍલ્યુમિનિયમના એક ગોળાને પૂરતા સમય માટે ઊકળતું પાણી ધરાવતા પાત્રમાં મુકેલ છે. પરિણામે આ ગોળાનું તાપમાન $100 \,^oC$ થાય છે. હવે આ ગોળાને તરત જ $20 \,^oC$ તાપમાન ધરાવતા $0.25\, kg$ પાણીભરેલા, $0. 14 \,kg$ દળવાળા. તાંબાના કેલોરીમીટરમાં સ્થાનાંતરીત કરવામાં આવે છે. પાણીનું તાપમાન વધીને $23\,^oC$ સ્થિર તાપમાન થાય છે, તો ઍલ્યુમિનિયમની વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતાની ગણતરી કરો.
આ ઉદાહરણના ઉકેલ માટે આપણે એ હકીકતનો ઉપયોગ કરીશું કે સ્થાયી અવસ્થામાં ઍલ્યુમિનિયમના ગોળાએ આપેલ ઉષ્મા, પાણી અને કેલોરીમીટર વડે શોષાતી ઉષ્મા જેટલી હોય છે.
ઍલ્યુમિનિયમના ગોળાનું દળ $(m_1) = 0.047\, kg$
ઍલ્યુમિનિયમના ગોળાનું પ્રારંભિક તાપમાન $= 100\,^oC$
અંતિમ તાપમાન $= 23 \,^oC$
તાપમાનમાં થતો ફેરફાર $(\Delta T)=(100\,^oC-23\,^oC)=77\,^oC$
ધારો કે ઍલ્યુમિનિયમના ગોળાની વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતા ${S_{Al}}$ છે.
એલ્યુમિનિયમના ગોળાએ ગુમાવેલ ઉષ્માનો જથ્થો
$=m_{1} s_{A l} \Delta T=0.047\, kg \times s_{A l} \times 77\,^{\circ} C$
પાણીનું દળ $(m_2)=0.25\,kg$
કેલોરીમીટરનું દળ $(m_3)=0.14\,kg$
પાણી અને કેલોરીમીટરનું પ્રારંભિક તાપમાન $=20\,^oC$
મિશ્રણનું અંતિમ તાપમાન $= 23 \,^oC$
તાપમાનમાં થતો ફેરફાર $(\Delta {T_2}) = 23{\,^o}C - 20{\,^o}C = 3{\,^o}C$
પાણીની વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતા $({S_w}) = 4.18 \times {10^3}\,J\,k{g^{ - 1}}\,{K^{ - 1}}$
તાંબાના કેલોરીમીટરની વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતા
$=s_{cu}=0.386\times 10^3\,J\,kg^{-1}\,K^{-1}$
પાણી અને કેલોરીમીટરે મેળવેલ ઉષ્માનો જથ્થો
$=m_{2} s_{w} \Delta T_{2}+m_{3} s_{ ca } \Delta T_{2}$
$=\left(m_{2} s_{w}+m_{3} s_{ cu }\right)\left(\Delta T_{2}\right)$
$=\left(0.25 kg \times 4.18 \times 10^{3} J kg ^{-1} K ^{-1}+0.14 kg \times\right.$
$\left.0.386 \times 10^{3} \,J \,kg ^{-1} K ^{-1}\right)\left(23\,^{\circ} C -20^{\circ} C \right)$
સ્થાયી અવસ્થા માટે ઍલ્યુમિનિયમનાં ગોળાએ ગુમાવેલ ઉષ્મા $=$ પાણીમાં મેળવેલી ઉષ્મા $+$ કેલોરીમીટર દ્વારા મેળવેલી ઉષ્મા
માટે $0.047\,kg \times {s_{Al}} \times 77{\,^o}C$
$ = (0.25\,kg \times 4.18 \times {10^3}\,J\,k{g^{ - 1}}\,{K^{ - 1}} + 0.14\,kg \times 0.386 \times {10^3}\,J\,k{g^{ - 1}}\,{K^{ - 1}})(3{\,^o}C)$
${S_{Al}} = 0.911\,KJ\,k{g^{ - 1}}\,{K^{ - 1}}$
બરફના ગોળાને એક અચળ દળે સતત ગરમી આપવામાં આવે છે જો બરફ $0.1 \,gm / s$ દરથી ઓગળે છે, અને $100 \,s$ માં સંપૂર્ણ ઓગળી જાય છે. તો તાપમાનમાં .......... $^{\circ} C / s$ વધારો થયો હશે ?
$20\, g$ પાણીને સમતુલ્ય હોય તેવે કેલરીમીટર માં $180\, g$ પાણી ભરેલ છે જેનું તાપમાન $25^{\circ} C$ છે. તેમાં $100^{\circ} C$તાપમાને રહેલ $'m'$ ગ્રામ વરાળને ત્યાં સુધી મિશ્ર કરવામાં આવે છે કે જ્યાં સુધી મિશ્રણનું તાપમાન $31^{\circ} C$ થાય. તો $'m'$ નું મૂલ્ય લગભગ કેટલું હશે?
(પાણીની ગલનગુપ્ત ઉષ્મા $=540\; cal\,g ^{-1}$, પાણીની વિશિષ્ટ ઉષ્મા $=1\; cal\,g^{-1}{ }^{\circ} C ^{-1}$)
$100°C$ તાપમાને રહેલી વરાળ $15° C$ એ $0.02 kg$ નો જલ તુલ્યાંક વાળા $1\, kg$ પાણી ધરાવતા કેલરીમીટરમાંથી કેલરીમીટરનું તાપમાન $80°C$ થાય ત્યાં સુધી પસાર કરવામાં આવે છે. ઠારણ પામતી વરાળનું દળ..... $kg$ મળે. $L =536 cal/g.$
$30°C$ તાપમાને રહેલ $80\, gm$ પાણીને $0°C$ તાપમાને રહેલ બરફના બ્લોક પર પાડવામાં આવે છે. કેટલા દળનો ($gm$ માં) બરફ ઓગળશે?
જ્યારે એક પાત્રમાં $0 \,^oC$ તાપમાને રહેલા $0.15\, kg$ બરફને $50 \,^oC$ તાપમાને રહેલા $0.30\, kg$ પાણીમાં ભેળવવામાં આવે ત્યારે પરિણામી. તાપમાન $6.7 \,^oC$ થાય છે. બરફને ઓગાળવા માટે જરૂરી ઉષ્મા ગણો. $({S_{water}} = 4186\,J\,k{g^{ - 1}}\,{K^{ - 1}}\,)$