پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۱:
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۲:
برای اندازهگیری دقیق دما با دماسنج جیوهای یا الکلی، باید روبروی دماسنج قرار گرفته و عدد را مستقیماً بخوانید تا از خطای اختلاف منظر جلوگیری شود. این اندازهگیری را چند بار تکرار کنید و از دماسنجی استفاده کنید که مناسب گستره دمایی مورد نظر باشد.
پاسخ سوال ۳:
افزایش دما باعث انبساط اجسام جامد میشود. این انبساط در تمام قسمتهای جسم، شامل حفرههای موجود در آن، رخ میدهد. بنابراین، حفره ایجاد شده در خطکش نیز با افزایش دما بزرگتر خواهد شد.
پاسخ سوال ۴:
الف) ۲ و ۳ یکسان هستند. سپس ۱ و بعد از آن ۴ قرار میگیرد.
ب)۳، ۲، پس از آن ۱ و ۴ یکسان
پ) همه یکسان
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۵:
پاسخ سوال ۶:
پاسخ سوال ۷:
از آنجایی که سطح مقطع مخزن ثابت است، تغییر حجم بنزین مستقیماً با تغییر ارتفاع آن متناسب است. بنابراین، در فرمول انبساط حجمی، میتوانیم به جای ΔV و V₁ به ترتیب از Δh و h₁ استفاده کنیم:
با جایگذاری h₂ = h₁ + Δh ، داریم:
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۸:
الف) خم شدن نوار به سمت پایین با کاهش دما نشان میدهد که ضریب انبساط طولی نوار پایینی بیشتر از نوار بالایی است. با توجه به جدول ۴-۱، ضریب انبساط طولی برنج بیشتر از فولاد است. بنابراین، نوار بالایی از جنس فولاد و نوار پایینی از جنس برنج است.
ب) با افزایش دما، نوار در جهت مخالف خم میشود، به طوری که نوار برنجی در قسمت بیرونی قرار میگیرد.
پاسخ سوال ۹:
الف)
ب) برای جبران انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما در خطوط لوله، معمولا از اتصالات U شکل استفاده میشود. همچنین، در مواردی مانند ریلهای راه آهن، طول اولیه ساخت به گونهای انتخاب میشود که تقریباً برابر با میانگین طول در بیشترین و کمترین دمای سال باشد.
پاسخ سوال ۱۰:
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۱۱:
پاسخ سوال ۱۲:
بخشی از گرمای تأمین شده توسط گرمکن به محیط اطراف و هوای پیرامون فلز منتقل شده است. بنابراین، مقدار گرمای دریافتی توسط فلز (Q) کمتر از مقدار محاسبه شده بر اساس Pt (توان گرمکن ضرب در زمان) است. در نتیجه، مقدار محاسبه شده برای گرمای ویژه فلز، بیش از مقدار واقعی آن خواهد بود.
پاسخ سوال ۱۳:
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۱۴:
در تغییرات فاز جامد به مایع و مایع به بخار، گرما جذب میشود اما دمای ماده ثابت میماند (مطابق متن کتاب).
پاسخ سوال ۱۵:
این پدیده در تبخیر سطحی نیز مشاهده میشود؛ برای مثال، تبخیر الکل از روی پوست به دلیل جذب گرما از پوست، باعث احساس خنکی میشود.
پاسخ سوال ۱۶:
گزینه الف نادرست است.
پاسخ سوال ۱۷:
هنگام گرم کردن نقره، ابتدا دمای آن از ۲۰ درجه سانتیگراد به نقطه ذوبش (۹۶۰ درجه سانتیگراد) افزایش مییابد و سپس در دمای ثابت، ذوب میشود.
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۱۸:
پاسخ سوال ۱۹:
پ)
برای تبدیل ۱۰۰ گرم آب در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به بخار در همان دما، به میزان گرمای Q=mLv نیاز است. از آنجایی که در این فرآیند دمای آب تغییر نمیکند، گرماسنج نیز گرمای اضافی جذب نمیکند. بنابراین، Q به طور کامل صرف تغییر فاز آب به بخار میشود.
پاسخ سوال ۲۰:
الف) گرمای مورد نیاز برای تبدیل آب با دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به بخار آب با دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد از طریق رابطه Q = Pt محاسبه میشود. از طرف دیگر، با استفاده از رابطه Q = mL_v میتوانیم این مقدار را نیز تعیین کنیم. بنابراین، داریم:
ب) گرمکن در این مدت میزان متوسطی از گرما را تأمین کرده است. بنابراین، اگر این گرما برای گرم کردن یخ استفاده شود، داریم:
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۲۱:
الف) همانطور که در شکل مشاهده میشود، تغییر فاز از جامد به مایع در زمان ۳۰۰ ثانیه شروع میشود و بنابراین ۳۰۰ ثانیه طول میکشد تا جامد به نقطه ذوب خود برسد.
ب) از نمودار میتوانیم بفهمیم که دمای جسم پیش از تغییر فاز از ۲۰ درجه به ۸۰ درجه سانتیگراد میرسد. بنابراین، با رابطههای Q = Pt و رابطه گرما که در آنها m و c به ترتیب جرم و گرمای ویژه جسم جامد، t زمان رسیدن به نقطه ذوب و P توان گرم کن است، خواهیم داشت:
پ) گرمای نهان ذوب را با استفاده از رابطه محاسبه میکنیم. دوباره از رابطه Q = Pt استفاده میکنیم، اما توجه کنید که در اینجا t زمان تغییر فاز جامد است که از روی منحنی حدس میزنیم ۱۱۵۰ – ۳۰۰ = ۸۵۰ ثانیه میشود. با توجه به مبحث ارقام معنیدار، باید آن را به صورت ۱۰۲ × ۸/۵ ثانیه در نظر بگیریم. یعنی با یک رقم حدسی و دو رقم معنیدار؛ بنابراین برای L_F داریم:
پاسخ سوال ۲۲:
در حین یخ زدن جرم m_1 آب، مقداری انرژی گرمایی برابر با Q1 = m1 Lv آزاد میشود. در حین تبخیر هم جرم باقی مانده m2 = m – m1 مقدار گرمایی جذب شده برابر Q2 = m2 Lv است. چون Q1 = Q داریم:
در Lv گرمای نهان تبخیر آب در دمای ۰ درجه است. وقتی آن را از جدول ۴-۵ قرار میدهیم برای m:
انرژی مبادلهشده را انرژی گرمایی نامیدیم (نه گرما). زیرا در این مسئله فرایندها بدون تغییر دما صورت گرفته و دلیل مبادله انرژی اختلاف دما نبوده است.
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۲۳:
پاسخ سوال ۲۴:
احساس سردی یک جسم بستگی به میزان گرمایی دارد که از دست شما به آن منتقل میشود. فلزات به دلیل رسانندگی بالای گرما، این انرژی را سریعتر از چوب منتقل میکنند؛ بنابراین لوله فلزی سردتر به نظر میرسد. انگشتان شما میتوانند به یک سطح فلزی سرد چسبیده و رطوبت روی پوست به صورت دندانههای یخی روی سطح فلز منجمد شود.
پاسخ سوال ۲۵:
روشهای اتلاف انرژی همانند روشهای انتقال انرژی شامل رسانش، تابش و همرفت هستند. همچنین، انرژی ممکن است از طریق تبخیر عرق از پوست شما از دست برود. هدف از پوشیدن پالتو کاهش اتلاف انرژی از راههای مختلف است. به عنوان مثال، پوششهای چرمی میتوانند اتلاف انرژی ناشی از همرفت و تبخیر عرق را کاهش دهند. در مورد رسانش گرمایی هم پالتو میتواند یک لایه هوا در اطراف بدن ایجاد کند. در نتیجه، به دلیل انتقال کم گرما از طریق هوا، به عایق بندی کمک خواهد کرد. پوشیدن چندین لباس زیر پالتو این عایقبندی را تقویت میکند زیرا چندین لایه هوا اضافی ایجاد میشود.
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۲۶:
قوری سیاه تابش گرمایی بیشتری را جذب میکند و به همین دلیل سریعتر سرد میشود.
پاسخ سوال ۲۷:
پاسخ سوال ۲۸:
پاسخ سوال ۲۹:
پاسخ تمارین فیزیک دهم ریاضی سوال ۳۰:
جواب سوال ۳۱:
