แบบฝึกหัด ความร้อนกับการเปลี่ยนแปลงของ ส สาร

มัธยมศึกษาปีที่ 1 แบบฝึกทักษะการคำนวณ เรื่อง ปริมาณความร้อนกับการเปลี่ยนแปลงของสสาร วิชาวิทยาศาสตร์ 2 (ว21102) ชื่อ-สกุล..ช.ั.้น..ม....1../.................เ.ล..ข..ที.่.......................... DON'T GIVE UP!

แบบฝึกทักษะการคำนวณ เรื่อง ปริมาณความร้อนกับการเปลี่ยนแปลง ของสสาร สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 จัดทำขึ้นเพื่อฝึกทักษะการ คำนวณของนักเรียนในเรื่อง ปริมาณความร้อนกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และสถานะของสสาร เมื่อได้รับหรือสูญเสียความร้อน เมื่อนักเรียนผ่านการใช้แบบฝึกทักษะ นักเรียนจะเกิดทักษะการคำนวณ อย่างเป็นระบบ โดยมีขั้นตอนการคำนวณ 4 ขั้นตอน เรียกว่า \"4S\" ดังนี้ 1.SERACH = การค้นหาและสืบค้นสิ่งที่โจทย์ต้องการ 2.SOLVING = การแทนค่าสัญลักษณ์เพื่อแปลความหมายของโจทย์ 3.SUBSTITUTE = การนำข้อมูลที่ผ่านการแทนค่ามาใส่ในสมการ 4.SUMMARIZE = การสรุปผล เป็นการสรุปคำตอบจากโจทย์ ขั้นตอนการคำนวณ

ความร้อนทำให้สสารเกิดการเปลี่ยนอุณหภูมิซึ่งสามารถ หาปริมาณความร้อนที่สสารได้รับหรือสูญเสียได้จากสมการด้านล่าง เมื่อ ข้อควรรู้ สสารต่างชนิดกัน มีมวล 1 หน่วยเท่ากัน มีอุณหภูมิหน่วยเท่ากัน จะใช้ปริมาณความร้อนที่แตกต่างกัน ปริมาณความร้อนนี้เป็นปริมาณความร้อนจำเพาะของสาร (SPECIFIC HEAT) สารต่างชนิดกัน สัญลักษณ์ของความร้อนจำเพาะของสาร มีความร้อนจำเพาะแตกต่างกัน คือ

ตัวอย่างที่ 1 ต้องให้ปริมาณความร้อนแก่น้ำกี่แคลอรี เพื่อทำให้น้ำที่มีมวล 100 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 20 °C เป็น 50 °C อุณหภูมิเปลี่ยน อ่านโจทย์ แปลโจทย์ - ให้ปริมาณความร้อนแก่น้ำ = Q = ? - น้ำมวล = m = 100 g - มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น = ∆t = 50 - 20 = 30 °C - ความร้อนจำเพาะของน้ำ = c = 1 cal/g °C แทนค่าในสมการ จากสมการ Q = mc∆t Q = 100 x 1 x (50-20) Q = 100 x 1 x (30) Q = 3,000 cal สรุป ดังนั้น ต้องให้ปริมาณความร้อนแก่น้ำ 3,000 แคลอรี

แบบฝึกหัด 1. กลีเซอรอลมวล 150 กรัม อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 15 °C เป็น 80 °C กลีเซอรอล ได้รับความร้อนปริมาณกี่แคลอรี (ความร้อนจำเพาะของกลีเซอรอลเท่ากับ 0.58 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส ) อ่านโจทย์ แปลโจทย์ Q =? m= c= ∆t = แทนค่าในสมการ จากสมการ Q = mc∆t Q= Q= Q= สรุป ดังนั้น

แบบฝึกหัด 2. เงินมวล 220 กรัม อุณหภูมิ 74 °C ลดลงเหลือ 36 °C เงินสูญเสียความร้อน ปริมาณกี่แคลอรี (ความร้อนจำเพาะของเงินเท่ากับ 0.06 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส ) อ่านโจทย์ แปลโจทย์ Q =? m= c= ∆t = แทนค่าในสมการ จากสมการ Q = mc∆t Q= Q= Q= สรุป ดังนั้น

แบบฝึกหัด 3. ปริมาณความร้อน 1,386 แคลอรี ทำให้เหล็กมวล 350 กรัม อุณหภูมิ 28 °C เพิ่มขึ้นเป็นอุณหภูมิกี่องศาเซลเซียส (ความร้อนจำเพาะของเหล็กเท่ากับ 0.06 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส ) อ่านโจทย์ แปลโจทย์ แทนค่าในสมการ สรุป

แบบฝึกหัด 4. ให้ความร้อน 7,700 จูล แก่น้ำอุณหภูมิ 25 °C ทำให้น้ำมีอุณหภูมิเป็น 60 °C น้ำที่ได้รับความร้อนมีมวลกี่กิโลกรัม (ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ = 4,186 J/KG . K) อ่านโจทย์ แปลโจทย์ แทนค่าในสมการ สรุป

แบบฝึกหัด 5. ถ้าต้องการทำให้แท่งแก้วมวล 0.5 กิโลกรัม มีอุณหภูมิสูงขึ้นจาก 25 °C เป็น 200 °C ต้องให้ความร้อนแก่แท่งแก้วนี้กี่แคลอรี (ความร้อนจำเพาะของแท่งแก้ว มีค่า 0.2 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส) อ่านโจทย์ แปลโจทย์ แทนค่าในสมการ สรุป

แบบฝึกหัด 6.ต้องให้ความร้อนแก่ทองแแดงมวล 100 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 °C กี่แคลอรี เพื่อให้ทองแดงเริ่มหลอมเหลว (จุดหลอมเหลวของทองแดง มีค่า 1,083 องศาเซลเซียส ความร้อนจำเพาะของทองแดง มีค่า 0.09 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส)

แบบฝึกหัด 7. วางน้ำร้อนมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 80 °C ไว้จนอุณหภูมิลดลง 40 °C ความร้อนที่น้ำร้อนสูญเสียไปสามารถนำไปทำให้ เอทานอลมวล 400 กรัม มี อุณหภูมิเพิ่มขึ้นได้กี่ °C (ความร้อนจำเพาะของน้ำและเอทานอลมีค่า 1 และ 0.59 แคลอรี/กรัม องศา เซลเซียส ตามลำดับ)

ได้รับความร้อน เมื่อสารได้รับความร้อนขณะที่มีการเปลี่ยนสถานะ สูญเสียความร้อน อุณหภูมิของสารจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง โดยจะนำ ความร้อนที่ได้รับไปใช้เปลี่ยนสถานะ ซึ่งเรียก ค่าพลังงานที่นำไปใช้ในการเปลี่ยนแปลงของสารว่า \"ความร้อนแฝงจำเพาะของสาร\" กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับเวลา มีการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นแก๊ส ความร้อนแฝงจำเพาะ ความร้อนแฝงจำเพาะของการกลายเป็นไอ ความร้อนแฝงจำเพาะ ของการหลอมเหลว พลังงานความร้อนที่ทำให้สารมวล 1 หน่วย พลังงานความร้อนที่ทำให้สารมวล 1 หน่วย เปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว เปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส เช่น ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลวของน้ำแข็งมีค่า 80 แคลอรีต่อกรัม หมายความว่า น้ำแข็ง 1 กรัม ที่ 0 องศาเซลเซียส จะเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำที่ 0 องศาเซลเซียส ต้องได้รับพลังงานความร้อน 80 แคลอรี ในทางกลับกัน น้ำที่ 0 องศาเซลเซียส จะเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำแข็งที่ 0 องศาเซลเซียส จะสูญเสีย พลังงานความร้อน 80 แคลอรี

การคำนวณหาปริมาณความร้อนที่ทำให้สสาร เปลี่ยนสถานะ โดยที่อุณหภูมิไม่เปลี่ยน ปริมาณความร้อนที่สสารได้รับหรือสูญเสียขณะเปลี่ยนสถานะ ขึ้นอยู่กับมวลและความร้อนแฝงจำเพาะของสารแต่ละชนิด มีความสัมพันธ์ ดังนี้ เมื่อ

ตัวอย่างที่ 1 ต้องใช้ปริมาณความร้อนเท่าใดในการทำให้แท่งโลหะเงิน 100 กรัม อุณหภูมิ 962 องศาเซลเซียส หลอมเหลวทั้งหมดพอดี (ความร้อนแฝงจำเพาะของเงินเท่ากับ 2.6 แคลอรี/กรัม) อ่านโจทย์ แปลโจทย์ Q =? m = 100 g L = 2.6 cal/g แทนค่าในสมการ Q = mL Q = 100 x 2.6 Q = 260 cal สรุป แท่งโลหะเงิน ต้องได้รับปริมาณความร้อน 260 แคลอรี เพื่อทำให้ แท่งโลหะเงินหลอมเหลวทั้งหมดพอดี

ตัวอย่างที่ 2 ต้องใช้ปริมาณความร้อนกี่แคลอรีจึงจะทำให้น้ำแข็งมวล 500 กรัม อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส เปลี่ยนเป็นน้ำอุณหภูมิ 75 องศาเซลเซียส (ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำแข็งมีค่า 80 แคลอรี/กรัม ,ความ ร้อนจำเพาะของน้ำแข็งและน้ำมีค่า 0.5 และ 1 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส ตามลำดับ) จากโจทย์มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและสถานะ ควรเขียนแผนภาพการเปลี่ยนแปลงของระบบก่อนเริ่มคำนวณ อ่านโจทย์ แปลโจทย์ แทนค่าในสมการ สรุป