एका उष्णतारोधक भांड्यामध्ये 150 g वस्तुमानाचा 0°C तापमानाचा बर्फ ठेवला आहे. 100°C तापमानाची किती ग्रॅम पाण्याची वाफ त्यात मिसळावी म्हणजे 50°C तापमानाचे पाणी तयार होईल? (बर्फ वितळण्याचा अप्रकट उष्मा = 80 cal/g, पाण्याच्या बाष्पनाचा अप्रकट उष्मा = 540 cal/g, पाण्याची विशिष्ट उष्माधारकता = 1 cal/g)
Solution
दिलेले :
m1 = 150 g, ΔT1 = 50°C - 0°C
= 50°C, c1 = 1 cal/g, °C,
L1 = 80 cal/g, L2 = 540 cal/g,
ΔT2 = 100°C - 50°C = 50°C
Q1 (बर्फाने ग्रहण केलेली उष्णता) = m1L1
= 150 g × 1 cal/g = 12000 cal
Q2 (बर्फ वितळल्यामुळे तयार झालेल्या पाण्याने ग्रहण केलेली उष्णता)
= m1c1ΔT1
= 150 g × 1 cal/g. °C × 50°C = 7500 cal
Q3 (वाफेने बाहेर टाकलेली उष्णता) = m2L2
= m2 × 540 cal/g
Q4 (वाफेचे पाणी झाल्यावर त्याने बाहेर टाकलेली उष्णता)
= m2cwΔT2 = m2 × 1 calg. °C × 50°C
उष्णता विनिमयाच्या तत्त्वानुसार,
Q1 + Q2 + Q3 + Q4
∴ 12000 cal + 7500 cal
→ = m2 × 540 cal/g + m2 × 50 cal/g
∴ 19500 cal = m2(540 + 50) cal/g
∴ m2 = `19500/590` g = 33.05 g
33.05g पाण्याची वाफ मिसळावी.
