ฟิสิกส์ IJSO

[monomer]

1. ตัวต้านทาน 1000 โอห์ม ตัวหนึ่งต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน R ซึ่งไม่ทราบค่าตัวหนึ่ง ต่อชุดต้านทานนี้คร่อมแหล่งอิเอ็มเอฟอุดมคติ 120V เมื่อเอาโวล์ตมิเตอร์ซึ่งมีความต้านทาน 1000 โอห์มไปวัดความต่างศักย์คร่อมตัวต้านทาน R พบว่าโวลต์มิเตอร์อ่านค่า 40V ตัวต้านทาน R มีค่าเท่าใด

2. ใช้เครื่องทำความร้อนกำลัง 90 W ให้ความร้อนแก่การบูรมวล 0.2 kg ซึ่งอยู่ในแคลอริมิเตอร์อุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอไปจนถึง 176 C และคงที่อยู่ที่อุณหภูมินี้นาน 110 s ก่อนที่จะเพิ่มต่อไปที่อุณหภูมิ 190 C เครื่องทำความร้อนก็ถูกปิด อุณหภูมิของระบบลดลงแต่คงที่อยู่ที่อุณหภูมิ 176 C นานเป็นสิบสองเท่าของช่วงเวลาแรกที่อุณหภูมิคงที่ จงหา
ก. ความร้อนที่สูญเสียไปจากแคลอริมิเตอร์ในระหว่างช่วงเวลาแรกที่อุณหภูมิคงที่
ข. ความร้อนแฟงจำเพาะของการกลายเป็นไอของการบูร


ใครทราบวิธีคิดช่วยแนะนำด้วยครับ

[Puriwatt]

1. ความต่างศักย์คร่อมตัวต้านทาน R = ความต่างศักย์คร่อมโวลต์มิเตอร์ = 40V
--> ความต่างศักย์คร่อมตัวต้านทาน 1000 โอห์ม = 120-40 = 80 V
--> ความต้านทานรวมของตัวต้านทาน R และโวลต์มิเตอร์ = 1000$\times \frac{40 V}{80 V}$ = 500 โอห์ม
จากสมการ $\frac{1}{500} = \frac{1}{1000}+\frac{1}{R}$ --> จะได้ค่า R = 1000 โอห์ม

[Puriwatt]

2. แคลอริมิเตอร์มีอัตราสูญเสียความร้อนที่อุณหภูมิ $176^oC$ = $h_c$ Watts
และหลักที่ว่า "ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ = ความร้อนแฝงของการควบแน่น = $H_L$"
พิจารณาตอนที่อุณหภูมิของระบบคงที่ทั้งสองช่วง ได้ดังนี้ $H_L = (90-h_c)\cdot t_1 = h_c\cdot t_2$
-->แทนค่าเวลาลงในสมการได้ $H_L = (90-h_c)\cdot 110 = h_c\cdot (12\times 110)$
-- แก้สมการได้ $h_c = \frac{90}{13}$ ~ 7 Watts (ปัดเศษ)

ก. ความร้อนที่สูญเสียไปจากแคลอริมิเตอร์ในระหว่างช่วงเวลาแรกที่อุณหภูมิคงที่
= $h_c\times 110s = 7 \times 110s = 770 $ จูล

ข. ความร้อนแฟงจำเพาะของการกลายเป็นไอของการบูร
= $h_c\times 12(110s) = 7\times 12(110s) = 9240 $ จูล