நீர் ஏன் மெதுவாகச் சூடாகி மெதுவாக ஆறுகிறது? பனிக்கட்டி உருகும்போது வெப்பநிலை ஏன் 0°C-இலேயே நிற்கிறது? இவற்றுக்கு விடை தன்வெப்பக் கொள்ளளவிலும் (specific heat) மறை வெப்பத்திலும் (latent heat) உள்ளது.
1. தன்வெப்பக் கொள்ளளவு (Specific heat capacity)
1 kg பொருளின் வெப்பநிலையை 1 K உயர்த்தத் தேவையான வெப்பமே தன்வெப்பக் கொள்ளளவு (c). அலகு J kg⁻¹ K⁻¹.
Heat to change temperature
Q = mcΔθநீரின் தன்வெப்பம் மிக அதிகம் (4200 J kg⁻¹ K⁻¹) — அதனால் கடல்கள் காலநிலையை மிதப்படுத்துகின்றன, குளிரூட்டிகளில் நீர் பயன்படுகிறது.
2. மறை வெப்பம் (Latent heat)
நிலை மாற்றத்தின்போது (உருகல்/கொதித்தல்) வெப்பநிலை மாறாமலேயே உறிஞ்சப்படும் வெப்பமே மறை வெப்பம். இது துகள்களின் பிணைப்புகளை உடைக்கப் பயன்படுகிறது (இயக்கச் சக்தியை அல்ல).
Heat to change state
Q = mL · L = தன் மறை வெப்பம், J kg⁻¹கலோரிமெட்டிரி (Calorimetry)
தனிமைப்படுத்தப்பட்ட தொகுதியில் இழந்த வெப்பம் = பெற்ற வெப்பம். சூடான பொருளை குளிர்ந்த நீரில் இட்டு, இறுதி வெப்பநிலையிலிருந்து c அல்லது L-ஐக் கணிக்கலாம்.
3. தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
எ.கா. தரப்பட்ட தரவுகள்: 0.5 kg நீர், 20°C → 100°C, c = 4200.
படி 1: Q = mcΔθ.
படி 2: Q = 0.5 × 4200 × (100 − 20) = 0.5 × 4200 × 80.
இறுதி முடிவு: Q = 168,000 J = 168 kJ.
தேர்வாளர் குறிப்பு
- நிலை மாற்றத்தின்போது வெப்பநிலை மாறாது — Q=mL பயன்படுத்து (Q=mcΔθ அல்ல).
- நீரைச் சூடாக்கி → கொதிக்கச் செய்தால் இரு படிகள்: mcΔθ (சூடாக்க) + mL (ஆவியாக்க).
- கலோரிமெட்டிரி: இழந்த = பெற்ற வெப்பம் என எழுது.
4. தேர்வுப் பாணி வினா
வினா
பனிக்கட்டி 0°C-இல் உருகும்போது வெப்பநிலை ஏன் மாறாது?
விடையைக் காண்க
சேர்க்கப்படும் வெப்பம் (மறை வெப்பம், Q=mL) துகள் பிணைப்புகளை உடைக்கப் பயன்படுகிறது, இயக்கச் சக்தியை (வெப்பநிலை) அதிகரிக்காது.
🎯 MCQ பயிற்சி — 20 கேள்விகள்
விடையைத் தெரிவுசெய்யவும் — பின்னர் ஒவ்வொரு விருப்பத்துக்கும் ஏன் சரி / தவறு எனும் விளக்கமும் ஆழமான விளக்கமும் (deep explanation) தோன்றும்.
Q1 / 20
★★★★★
வெப்பநிலையை மாற்றத் தேவையான வெப்பத்தின் சூத்திரம்?
(1) Q = mL
அது நிலை மாற்றம்.
(2) Q = mcΔθ
சரி — Q = mcΔθ.
(3) Q = mc/Δθ
தலைகீழ்.
(4) Q = cΔθ
m விடுபட்டது.
(5) Q = mΔθ
c விடுபட்டது.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q = mcΔθ; c = தன்வெப்பக் கொள்ளளவு (J kg⁻¹ K⁻¹), Δθ = வெப்பநிலை மாற்றம்.
Q2 / 20
★★★★★
தன்வெப்பக் கொள்ளளவு (specific heat capacity) என்பது?
(1) 1 kg-ஐ உருக்க / melt 1 kg
அது மறை வெப்பம்.
(2) 1 kg-ஐ 1 K உயர்த்த / raise 1 kg by 1 K
சரி.
(3) 1 mol-ஐ உயர்த்த / raise 1 mol
அது molar.
(4) எந்த திணிவையும் உருக்க / melt any mass
இல்லை.
(5) 1 m³ சூடாக்க / heat 1 m³
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): c = 1 kg பொருளின் வெப்பநிலையை 1 K உயர்த்தத் தேவையான வெப்பம். அலகு J kg⁻¹ K⁻¹.
Q3 / 20
★★★★★
0.5 kg நீரை (c=4200) 20°C → 70°C சூடாக்கத் தேவையான வெப்பம்?
(1) 21000 J
Δθ தவறு.
(2) 105000 J
சரி — 0.5×4200×50 = 105000.
(3) 147000 J
Δθ தவறு.
(4) 42000 J
தவறு.
(5) 2100 J
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q = mcΔθ = 0.5×4200×(70−20) = 0.5×4200×50 = 105000 J = 105 kJ.
Q4 / 20
★★★★★
நிலை மாற்றத்துக்கான (உருகல்/கொதித்தல்) வெப்பம்?
(1) Q = mcΔθ
அது வெப்பநிலை மாற்றம்.
(2) Q = mL
சரி — Q = mL.
(3) Q = cL
தவறு.
(4) Q = mc/L
தவறு.
(5) Q = L/m
தலைகீழ்.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q = mL; L = தன் மறை வெப்பம் (J kg⁻¹). நிலை மாற்றத்தில் வெப்பநிலை மாறாது.
Q5 / 20
★★★★★
பனிக்கட்டி 0°C-இல் உருகும்போது வெப்பநிலை ஏன் மாறாது?
(1) வெப்பம் கிடைக்கவில்லை / no heat is supplied
இல்லை.
(2) சேர்க்கப்படும் வெப்பம் பிணைப்புகளை உடைக்கப் பயன்படுகிறது (KE அல்ல) / the heat breaks bonds (not KE)
சரி.
(3) வெப்பம் வெளியேறுகிறது / heat escapes
இல்லை.
(4) நீர் குளிர்கிறது / water cools
இல்லை.
(5) அழுத்தம் மாறுகிறது / pressure changes
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): மறை வெப்பம் (Q=mL) துகள் பிணைப்புகளை உடைக்கப் பயன்படுகிறது, இயக்கச் சக்தியை (வெப்பநிலை) கூட்டாது — எனவே வெப்பநிலை மாறாது.
Q6 / 20
★★★★☆
2 kg பனிக்கட்டியை 0°C-இல் உருக்கத் தேவையான வெப்பம் (L_f=3.34×10⁵)?
(1) 6.68×10⁵ J
சரி — 2×3.34×10⁵ = 6.68×10⁵.
(2) 3.34×10⁵ J
m விடுபட்டது.
(3) 1.67×10⁵ J
தவறு.
(4) 6.68×10⁴ J
தவறு.
(5) 3.34×10⁶ J
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q = mL = 2 × 3.34×10⁵ = 6.68×10⁵ J.
Q7 / 20
★★★★★
கலோரிமெட்டிரியில் (calorimetry) அடிப்படைக் கொள்கை?
(1) வெப்பம் உருவாகிறது / heat is created
இல்லை.
(2) இழந்த வெப்பம் = பெற்ற வெப்பம் / heat lost = heat gained
சரி — ஆற்றல் காப்பு.
(3) வெப்பம் அழிகிறது / heat is destroyed
இல்லை.
(4) வெப்பநிலை மாறாது / temperature constant
இல்லை.
(5) திணிவு மாறுகிறது / mass changes
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): தனிமைப்படுத்தப்பட்ட தொகுதியில் சூடான பொருள் இழந்த வெப்பம் = குளிர்ந்த பொருள் பெற்ற வெப்பம் (ஆற்றல் காப்பு).
Q8 / 20
★★★★☆
நீரின் தன்வெப்பம் மிக அதிகம் (4200). இதன் ஒரு விளைவு?
(1) விரைவில் சூடாகிறது / heats up fast
இல்லை — மெதுவாக.
(2) கடல்கள் காலநிலையை மிதப்படுத்துகின்றன / oceans moderate climate
சரி.
(3) குளிரூட்டியாக மோசம் / poor coolant
இல்லை — நல்ல குளிரூட்டி.
(4) எளிதில் கொதிக்கிறது / boils easily
இல்லை.
(5) உறையாது / never freezes
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): அதிக c → நீர் மெதுவாகச் சூடாகி மெதுவாக ஆறும்; கடல்கள் காலநிலையை மிதப்படுத்துகின்றன, நீர் சிறந்த குளிரூட்டி.
Q9 / 20
★★★★☆
10000 J வெப்பம் 2 kg பொருளை (c=500) எத்தனை K உயர்த்தும்?
(1) 10 K
சரி — Δθ = Q/mc = 10000/1000 = 10.
(2) 5 K
தவறு.
(3) 20 K
தவறு.
(4) 1 K
தவறு.
(5) 25 K
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Δθ = Q/(mc) = 10000/(2×500) = 10000/1000 = 10 K.
Q10 / 20
★★★★☆
நீரைச் சூடாக்கி → கொதிக்கச் செய்ய எத்தனை படிகள்?
(1) ஒன்று: Q=mL / one: Q=mL
போதாது.
(2) இரண்டு: mcΔθ பின் mL / two: mcΔθ then mL
சரி.
(3) ஒன்று: Q=mcΔθ / one: Q=mcΔθ
நிலை மாற்றம் விடுபட்டது.
(4) மூன்று / three
இல்லை.
(5) எதுவும் / none
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): (1) கொதிநிலைக்குச் சூடாக்க: Q₁ = mcΔθ; (2) ஆவியாக்க: Q₂ = mL. மொத்தம் = Q₁ + Q₂.
Q11 / 20
★★★★☆
தன் மறை வெப்பத்தின் (specific latent heat) அலகு?
(1) J kg⁻¹ K⁻¹
அது c.
(2) J kg⁻¹
சரி — J kg⁻¹.
(3) J K⁻¹
அது வெப்பக் கொள்ளளவு.
(4) J
அது ஆற்றல்.
(5) W
அது வலு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): L = Q/m → J kg⁻¹ (வெப்பநிலை மாற்றம் இல்லாததால் K இல்லை). c = J kg⁻¹ K⁻¹.
Q12 / 20
★★★★☆
80°C, 0.2 kg உலோகம் (c=400) 20°C, 0.5 kg நீரில் (c=4200) இடப்படுகிறது. வெப்பச் சமன்பாடு?
(1) உலோகம் பெற்றது = நீர் இழந்தது
தலைகீழ்.
(2) உலோகம் இழந்த வெப்பம் = நீர் பெற்ற வெப்பம் / metal lost = water gained
சரி.
(3) இரண்டும் இழக்கின்றன
இல்லை.
(4) இரண்டும் பெறுகின்றன
இல்லை.
(5) வெப்பம் இல்லை
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): m_உலோகம் c_உலோகம் (80−θ) = m_நீர் c_நீர் (θ−20); இங்கே θ = இறுதி பொது வெப்பநிலை.
Q13 / 20
★★★☆☆
வெப்பக் கொள்ளளவு (heat capacity, C) என்பது?
(1) 1 kg-ஐ 1 K / 1 kg by 1 K
அது தன்வெப்பம்.
(2) முழுப் பொருளையும் 1 K / the whole object by 1 K
சரி — C = mc.
(3) 1 mol-ஐ 1 K / 1 mol by 1 K
அது molar.
(4) அதை உருக்க / to melt it
அது மறை வெப்பம்.
(5) 1 m³ / 1 m³
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வெப்பக் கொள்ளளவு C = முழுப் பொருளின் வெப்பநிலையை 1 K உயர்த்தத் தேவையான வெப்பம் = mc, அலகு J K⁻¹.
Q14 / 20
★★★★☆
1500 W சூடேற்றி 2 kg நீரை (c=4200) 10°C உயர்த்த எடுக்கும் நேரம்?
(1) 56 s
சரி — Q=84000; t=Q/P=84000/1500=56.
(2) 84 s
தவறு.
(3) 28 s
தவறு.
(4) 120 s
தவறு.
(5) 42 s
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q = mcΔθ = 2×4200×10 = 84000 J. t = Q/P = 84000/1500 = 56 s.
Q15 / 20
★★★☆☆
வியர்வை ஆவியாகி உடலைக் குளிர்விப்பது எந்தக் கொள்கை?
(1) தன்வெப்பம் / specific heat
இல்லை.
(2) ஆவியாதலின் மறை வெப்பம் (உடலிலிருந்து வெப்பம் எடுக்கிறது) / latent heat of vaporisation (takes heat from the body)
சரி.
(3) கடத்தல் / conduction
ஓரளவு ஆனால் முதன்மை அல்ல.
(4) கதிர்வீச்சு / radiation
இல்லை.
(5) உறைதல் / freezing
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வியர்வை ஆவியாக மறை வெப்பத்தை (Q=mL) உடலிலிருந்து எடுத்துக்கொள்கிறது → உடல் குளிர்கிறது.
Q16 / 20
★★★☆☆
நிலை மாற்றத்தின்போது சேர்க்கப்படும் வெப்பம் என்னவாகிறது?
(1) இயக்கச் சக்தியை (வெப்பநிலை) கூட்டுகிறது / raises KE (temperature)
இல்லை — வெப்பநிலை மாறாது.
(2) நிலையாற்றலை மாற்றி பிணைப்புகளை உடைக்கிறது / changes PE, breaking bonds
சரி.
(3) வெளியேறுகிறது / escapes
இல்லை.
(4) அழிகிறது / is destroyed
இல்லை.
(5) திணிவைக் கூட்டுகிறது / increases mass
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): நிலை மாற்றத்தில் வெப்பம் துகள்களின் நிலையாற்றலை மாற்றி பிணைப்புகளை உடைக்கிறது/அமைக்கிறது; KE (வெப்பநிலை) மாறாது.
Q17 / 20
★★★★☆
0.1 kg, 100°C நீராவி 0°C நீராக மாற, வெளியிடும் வெப்பம் முதலில் எந்தப் படி அதிகம்? (L_v=2.26×10⁶, c=4200)
(1) குளிர்தல் (mcΔθ) / cooling (mcΔθ)
குறைவு (42000 J).
(2) ஒடுங்கல் (mL_v) / condensation (mL_v)
சரி — mL_v = 226000 J >> 42000 J.
(3) இரண்டும் சமம் / equal
இல்லை.
(4) எதுவும் இல்லை / none
இல்லை.
(5) தீர்மானிக்க முடியாது / undetermined
முடியும்.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): ஒடுங்கல்: mL_v = 0.1×2.26×10⁶ = 226000 J. குளிர்தல்: mcΔθ = 0.1×4200×100 = 42000 J. ஒடுங்கலே மிக அதிகம் (நீராவிக் காயம் கடுமை).
Q18 / 20
★★★☆☆
மறை வெப்பம் "மறை" (latent/hidden) எனப்படுவது ஏன்?
(1) அது சிறியது / it is small
இல்லை.
(2) வெப்பநிலை மாற்றம் இல்லாமல் உறிஞ்சப்படுவதால் வெப்பநிலைமானியில் தெரியாது / it is absorbed with no temperature change, so a thermometer doesn't show it
சரி.
(3) அது வெளியேறாது / it never escapes
இல்லை.
(4) அது உருவாகாது / it is not created
இல்லை.
(5) அது மின்சாரம் / it is electrical
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): நிலை மாற்றத்தில் வெப்பம் சேர்ந்தாலும் வெப்பநிலை மாறாததால் வெப்பநிலைமானியில் "மறைந்து" இருப்பதுபோல் தோன்றுகிறது — எனவே மறை வெப்பம்.
Q19 / 20
★★★☆☆
ஒரே வெப்பத்தைச் சம திணிவுள்ள நீர் & எண்ணெய்க்குக் கொடுத்தால் (c_நீர் > c_எண்ணெய்)?
(1) நீர் அதிகம் சூடாகும் / water gets hotter
இல்லை.
(2) எண்ணெய் அதிகம் சூடாகும் / oil gets hotter
சரி — குறை c → அதிக Δθ.
(3) இரண்டும் சமம் / both equal
இல்லை.
(4) இரண்டும் உறையும் / both freeze
இல்லை.
(5) எண்ணெய் குளிரும் / oil cools
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Δθ = Q/mc; ஒரே Q & m-க்கு c சிறியது (எண்ணெய்) → Δθ பெரியது → எண்ணெய் வேகமாக/அதிகம் சூடாகும்.
Q20 / 20
★★★☆☆
கலோரிமெட்டிரிச் சோதனையில் வெப்ப இழப்பைக் குறைக்க?
(1) திறந்த பாத்திரம் / an open vessel
இழப்பு கூடும்.
(2) காப்பிடப்பட்ட (lagged) கலோரிமீட்டர் + மூடி / a lagged calorimeter with a lid
சரி.
(3) மெதுவாகக் கிளறல் இல்லாமல் / no stirring
கிளறல் சீரான வெப்பநிலைக்கு உதவும்.
(4) அதிக சுற்றுச்சூழல் வெப்பநிலை / hot surroundings
இழப்பு கூடும்.
(5) நீண்ட நேரம் / long time
இழப்பு கூடும்.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): காப்பிடல் (lagging), மூடி, பளபளப்பான மேற்பரப்பு, விரைவான அளவீடு வெப்ப இழப்பைக் குறைக்கின்றன → துல்லியம் கூடும்.
📝 கட்டமைக்கப்பட்ட வினாக்கள் — 3
கட்டமைப்பு வினா 1
8 புள்ளி
0.4 kg, 90°C செம்பு (c=400) 0.3 kg, 15°C நீரில் (c=4200) இடப்படுகிறது. வெப்ப இழப்பு புறக்கணி.
(a) வெப்பச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
விடை
செம்பு இழந்த வெப்பம் = நீர் பெற்ற வெப்பம்
0.4×400×(90−θ) = 0.3×4200×(θ−15)
(b) இறுதி பொது வெப்பநிலை θ-ஐக் கணக்கிடுக.
விடை
160(90−θ) = 1260(θ−15)
14400 − 160θ = 1260θ − 18900
33300 = 1420θ → θ = 23.5°C
கட்டமைப்பு வினா 2
6 புள்ளி
0.5 kg பனிக்கட்டியை −10°C-இலிருந்து 0°C நீராக மாற்றுதல். (c_பனி=2100, L_f=3.34×10⁵)
(a) பனியை −10°C → 0°C சூடாக்கத் தேவையான வெப்பம்?
விடை
Q₁ = mcΔθ = 0.5×2100×10 = 10500 J
(b) 0°C-இல் உருக்கத் தேவையான வெப்பமும் மொத்த வெப்பமும்?
விடை
Q₂ = mL_f = 0.5×3.34×10⁵ = 167000 J
மொத்தம் = 10500 + 167000 = 177500 J
கட்டமைப்பு வினா 3
5 புள்ளி
வெப்பக் கருத்துகள்.
(a) தன்வெப்பக் கொள்ளளவுக்கும் தன் மறை வெப்பத்துக்கும் வேறுபாட்டைக் கூறுக.
விடை
தன்வெப்பம் (c): 1 kg-ஐ 1 K உயர்த்த வெப்பம் (வெப்பநிலை மாறும்), J kg⁻¹ K⁻¹. தன் மறை வெப்பம் (L): 1 kg-ஐ வெப்பநிலை மாறாமல் நிலை மாற்ற வெப்பம், J kg⁻¹.
(b) நீராவிக் காயம் கொதிநீர்க் காயத்தை விட ஏன் கடுமையானது?
விடை
100°C நீராவி தோலில் ஒடுங்கும்போது அதன் பெரிய மறை வெப்பத்தையும் (mL_v) பின் குளிர்தல் வெப்பத்தையும் வெளியிடுகிறது; கொதிநீர் குளிர்தல் வெப்பத்தை மட்டுமே தருகிறது.
✍️ கட்டுரை வினாக்கள் — 4
கட்டுரை வினா 1
10 புள்ளி
(a) தன்வெப்பக் கொள்ளளவு, தன் மறை வெப்பம் ஆகியவற்றை வரையறுத்து அலகுகளைத் தருக. (b) Q=mcΔθ, Q=mL எப்போது பயன்படுத்தப்படுகின்றன எனக் கூறுக. (c) 0.2 kg, 25°C நீரை 100°C-இல் கொதிக்கச் செய்து முழுவதும் ஆவியாக்கத் தேவையான மொத்த வெப்பம். (c=4200, L_v=2.26×10⁶)
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) தன்வெப்பம் c = 1 kg-ஐ 1 K உயர்த்தத் தேவையான வெப்பம் (J kg⁻¹ K⁻¹). தன் மறை வெப்பம் L = 1 kg-ஐ வெப்பநிலை மாறாமல் நிலை மாற்ற வெப்பம் (J kg⁻¹).
(b) Q=mcΔθ → வெப்பநிலை மாறும்போது; Q=mL → நிலை மாறும்போது (வெப்பநிலை மாறாது).
(c)
(b) Q=mcΔθ → வெப்பநிலை மாறும்போது; Q=mL → நிலை மாறும்போது (வெப்பநிலை மாறாது).
(c)
சூடாக்க: Q₁ = mcΔθ = 0.2×4200×(100−25) = 0.2×4200×75 = 63000 J
ஆவியாக்க: Q₂ = mL_v = 0.2×2.26×10⁶ = 452000 J
மொத்தம் = 63000 + 452000 = 515000 J = 515 kJ
கட்டுரை வினா 2
10 புள்ளி
(a) கலோரிமெட்டிரியின் கொள்கையைக் கூறுக. (b) 0.5 kg, 80°C உலோகம் (c=900) 0.4 kg, 20°C நீரில் (c=4200) இடப்படுகிறது (வெப்ப இழப்பு புறக்கணி). இறுதி வெப்பநிலையைக் கணக்கிடுக. (c) வெப்ப இழப்பு இருந்தால் உண்மை c மதிப்பு கணக்கிட்டதை விட எவ்வாறு இருக்கும்?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) தனிமைப்படுத்தப்பட்ட தொகுதியில் இழந்த வெப்பம் = பெற்ற வெப்பம் (ஆற்றல் காப்பு).
(b)
(c) சுற்றுச்சூழலுக்கு வெப்பம் இழந்தால் நீர் பெற்ற வெப்பம் குறைவாகத் தோன்றும் → கணக்கிட்ட c சிறியதாகக் கிடைக்கும்; உண்மை c அதைவிடச் சற்று பெரியதாக இருக்கும். (lagging/மூடியால் இதைக் குறைக்கலாம்.)
(b)
0.5×900×(80−θ) = 0.4×4200×(θ−20)
450(80−θ) = 1680(θ−20) → 36000−450θ = 1680θ−33600
69600 = 2130θ → θ = 32.7°C
(c) சுற்றுச்சூழலுக்கு வெப்பம் இழந்தால் நீர் பெற்ற வெப்பம் குறைவாகத் தோன்றும் → கணக்கிட்ட c சிறியதாகக் கிடைக்கும்; உண்மை c அதைவிடச் சற்று பெரியதாக இருக்கும். (lagging/மூடியால் இதைக் குறைக்கலாம்.)
கட்டுரை வினா 3
10 புள்ளி
(a) நிலை மாற்றத்தின்போது வெப்பநிலை ஏன் மாறாது எனத் துகள் மட்டத்தில் விளக்குக. (b) ஒரு வெப்பம்-vs-நேரம் (heating curve) வரைபடத்தில் பனி→நீர்→நீராவி படிநிலைகளை விவரிக்க. (c) நீரின் அதிக தன்வெப்பம் & மறை வெப்பத்தின் இரு நடைமுறை விளைவுகளைக் கூறுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) நிலை மாற்றத்தில் சேர்க்கப்படும் வெப்பம் துகள்களுக்கிடையேயான பிணைப்புகளை உடைக்க/அமைக்கப் (நிலையாற்றல்) பயன்படுகிறது, சராசரி இயக்கச் சக்தியை (வெப்பநிலை) கூட்டாது → வெப்பநிலை மாறாது.
(b) சாய்வுப் பகுதி (பனி சூடாதல், mcΔθ) → கிடைப் பகுதி 0°C (உருகல், mL_f, வெப்பநிலை மாறாது) → சாய்வு (நீர் சூடாதல்) → கிடைப் பகுதி 100°C (கொதித்தல், mL_v) → சாய்வு (நீராவி சூடாதல்). கிடைப் பகுதிகளில் நிலை மாற்றம்.
(c) (1) கடல்/பெரிய நீர்நிலைகள் காலநிலையை மிதப்படுத்துகின்றன; (2) நீர் சிறந்த குளிரூட்டி (இயந்திரம்/உடல்); வியர்வை ஆவியாக மறை வெப்பத்தால் உடலைக் குளிர்விக்கிறது.
(b) சாய்வுப் பகுதி (பனி சூடாதல், mcΔθ) → கிடைப் பகுதி 0°C (உருகல், mL_f, வெப்பநிலை மாறாது) → சாய்வு (நீர் சூடாதல்) → கிடைப் பகுதி 100°C (கொதித்தல், mL_v) → சாய்வு (நீராவி சூடாதல்). கிடைப் பகுதிகளில் நிலை மாற்றம்.
(c) (1) கடல்/பெரிய நீர்நிலைகள் காலநிலையை மிதப்படுத்துகின்றன; (2) நீர் சிறந்த குளிரூட்டி (இயந்திரம்/உடல்); வியர்வை ஆவியாக மறை வெப்பத்தால் உடலைக் குளிர்விக்கிறது.
கட்டுரை வினா 4
10 புள்ளி
(a) வெப்பக் கொள்ளளவு (C) & தன்வெப்பக் கொள்ளளவு (c) வேறுபாட்டைக் கூறுக. (b) ஒரு 2 kW மின் சூடேற்றி 3 kg நீரை (c=4200) 20°C → 100°C உயர்த்த எடுக்கும் நேரத்தைக் கணக்கிடுக (இழப்பு புறக்கணி). (c) உண்மையில் அதிக நேரம் ஏன் தேவைப்படும்?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) தன்வெப்பம் c = ஒரு பொருளின் 1 kg-ஐ 1 K உயர்த்த வெப்பம் (J kg⁻¹ K⁻¹), பொருளின் இயல்பு. வெப்பக் கொள்ளளவு C = முழுப் பொருளை 1 K உயர்த்த வெப்பம் = mc (J K⁻¹), திணிவைச் சார்ந்தது.
(b)
(c) உண்மையில் வெப்பம் சுற்றுச்சூழலுக்கும், பாத்திரத்துக்கும் இழக்கப்படுவதால் (மற்றும் சூடேற்றி 100% செயல்திறன் இல்லை) அதிக நேரம் தேவைப்படும்.
(b)
Q = mcΔθ = 3×4200×80 = 1008000 J
t = Q/P = 1008000/2000 = 504 s ≈ 8.4 நிமிடம்
(c) உண்மையில் வெப்பம் சுற்றுச்சூழலுக்கும், பாத்திரத்துக்கும் இழக்கப்படுவதால் (மற்றும் சூடேற்றி 100% செயல்திறன் இல்லை) அதிக நேரம் தேவைப்படும்.