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प्रश्न
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?
उत्तर
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 =(mजल × Sजल + 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
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