Question

किसी धातु की विशिष्ट ऊष्मा धारिता के प्रयोग में 0.20 kg के धातु के गुटके को 150°C पर तप्त करके, किसी ताँबे के ऊष्मामापी (जल तुल्यांक = 0.025 kg) जिसमें 27°C का 150 cm³ जल भरा है, में गिराया जाता है। अंतिम ताप 40°c है। धातु की विशिष्ट ऊष्मा धारिता परिकलित कीजिए। यदि परिवेश में क्षय ऊष्मा उपेक्षणीय न मानकर परिकलन किया जाता है, तब क्या आपका उत्तर धातु की विशिष्ट ऊष्मा धारिता के वास्तविक मान से अधिक मान दर्शाएगा अथवा कम?

Answer 1

धातु के गुटके का द्रव्यमान m = 0.20 kg

माना इसकी विशिष्ट ऊष्मा = s

जल तथा ऊष्मामापी की ताप T₂ = 27°C

मिश्रण को प्रारंभिक ताप T₁ = 150°C

मिश्रण का अंतिम ताप T = 40°C

ऊष्मामापी का तुल्यांक W = Ms = 0.025 kg 

जल का आयतन = 150 cm³ = 150 × 10^-6 m³

जल का घनत्व = 10³ kg/m³

∴ जल का द्रव्यमान M = आयतन × घनत्व
= 150 × 10^-6 m³ × 10³ kg/m³

= 0.150 kg

धातु के गुटके द्वारा दी गयी ऊष्मा = m × s × (T₁ – T)
= 0.20 × s × (150-40)

= 0.20 × 110 × s

(ऊष्मामापी + जल) द्वारा ली गयी ऊष्मा =(m_जल × S_जल + W) × (T – T₂)

= (0.150 × 1+ 0.025) × (40-27)

= (0.175 × 13) k cal

कैलोरीमिति के सिद्धांत से,

दी गयी ऊष्मा = ली गयी ऊष्मा

∴ 0.20 × 110 × 5 = 0.175 × 13
 =`(0.175 xx 123)/(0.20 xx 110)` 

= 0.103 किलो cal/kg - K