कैलोरीमिति: गर्म और ठंडे का मिश्रण

1 · भविष्यवाणी

एक गर्म एल्यूमीनियम ब्लॉक को ठंडे पानी में डाला जाता है। यदि आप एक ही प्रारंभिक तापमान पर एक बड़े एल्यूमीनियम ब्लॉक (अधिक द्रव्यमान) का उपयोग करते हैं, तो क्या अंतिम संतुलन तापमान ऊपर या नीचे जाता है?

• एक बड़ा गर्म ब्लॉक अंतिम संतुलन तापमान बढ़ाता है।
• एक बड़ा गर्म ब्लॉक अंतिम संतुलन तापमान को कम कर देता है।
• अंतिम तापमान एल्यूमीनियम ब्लॉक के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करता है।

2 · सेट अप

1. hot-cold-mix प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। 290 K (बॉडी 1) पर 1 किलोग्राम पानी 400 K (बॉडी 2) पर एक एल्यूमीनियम ब्लॉक के साथ मिल जाएगा।
2. equilibrium-temperature रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए एल्यूमीनियम ब्लॉक का द्रव्यमान निर्धारित करें और संतुलन तापमान रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए एल्यूमीनियम द्रव्यमान m₂ (x-अक्ष) के विरुद्ध संतुलन तापमान T_eq (y-अक्ष) प्लॉट करें।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, पानी का उपयोग करके T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) की गणना करें m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, और एल्यूमीनियम c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. तालिका से तुलना करें।
2. बताएं कि गर्म ब्लॉक का द्रव्यमान बढ़ने से संतुलन तापमान अधिक क्यों हो जाता है, भले ही इसकी विशिष्ट गर्मी (900 J/(kg·K)) पानी की तुलना में बहुत कम है (4186 J/(kg·K))।

5 · विस्तार

1. अधिकांश सामग्रियों की तुलना में पानी में असामान्य रूप से उच्च विशिष्ट ऊष्मा होती है। इस प्रयोग के समान energy-balance विचार का उपयोग करके बताएं कि तटीय जलवायु में अंतर्देशीय क्षेत्रों की तुलना में तापमान में हल्का उतार-चढ़ाव क्यों होता है।
2. …(ऊर्जा संरक्षण, यह मानते हुए कि परिवेश में कोई क्षय नहीं होता)।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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