പ്രധാന ആശയങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും

10 പരിശീലന എംസിക്യൂകൾ

Q1. ഒരു ട്രെയിൻ കോച്ച് ഹീറ്റർ 50 കിലോഗ്രാം വായുവിന്റെ താപനില 20°C ഉയർത്തുന്നു. വായുവിന്റെ പ്രത്യേക താപം 1000 J/kg°C ആണെങ്കിൽ, നൽകിയ താപം: A) 1000 J B) 10000 J C) 1000000 J D) 100000 J

ഉത്തരം: C) 1000000 J

പരിഹാരം: Q = msΔT ഉപയോഗിക്കുക = 50 kg × 1000 J/kg°C × 20°C = 1,000,000 J = 1 MJ

ഷോർട്ട്കട്ട്: 50 × 1000 × 20 = 1,000,000 (50×20=1000 എന്നതിലേക്ക് 3 പൂജ്യങ്ങൾ ചേർക്കുക)

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - പ്രത്യേക താപധാരിത

Q2. ഒരു റെയിൽവേ ട്രാക്ക് വികാസ വിടവ് 20°C-ൽ 5mm ആണ്. α = 11×10⁻⁶/°C ഉം പരമാവധി താപനില 50°C ഉം ആണെങ്കിൽ, യഥാർത്ഥ റെയിൽ നീളം: A) 151.5 m B) 303 m C) 606 m D) 1212 m

ഉത്തരം: A) 151.5 m

പരിഹാരം: ΔL = L₀αΔT → 0.005 = L₀ × 11×10⁻⁶ × 30 L₀ = 0.005/(330×10⁻⁶) = 15.15 m ഓരോ റെയിലിനും സ്റ്റാൻഡേർഡ് 13m റെയിലുകൾക്ക്: 15.15m (ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള ഓപ്ഷൻ)

ഷോർട്ട്കട്ട്: L₀ = ΔL/(α×ΔT) = 5mm/(11×30×10⁻⁶) ≈ 15m

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - രേഖീയ താപ വികാസം

Q3. 100°C-ലുള്ള നീരാവി 100°C-ലെ വെള്ളമായി ഘനീഭവിക്കുന്നു. ഗുപ്തതാപം 540 cal/g ആണ്. 10g നീരാവിക്ക്, പുറത്തുവിടുന്ന താപം: A) 540 cal B) 5400 cal C) 54 cal D) 54000 cal

ഉത്തരം: B) 5400 cal

പരിഹാരം: Q = mL = 10g × 540 cal/g = 5400 cal

ഷോർട്ട്കട്ട്: നേരിട്ടുള്ള ഗുണനം: 10 × 540 = 5400

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - ബാഷ്പീകരണത്തിന്റെ ഗുപ്തതാപം

Q4. ഒരു 200g റെയിൽവേ ബ്രേക്ക് ഷൂ 30°C-ൽ നിന്ന് 130°C ആയി ചൂടാകുന്നു. s = 500 J/kg°C ആണെങ്കിൽ, ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെട്ട ഊർജ്ജം: A) 1000 J B) 10000 J C) 100000 J D) 5000 J

ഉത്തരം: B) 10000 J

പരിഹാരം: Q = msΔT = 0.2 kg × 500 J/kg°C × 100°C = 10,000 J

ഷോർട്ട്കട്ട്: 0.2 × 500 × 100 = 10,000 (2×5×100=1000, പിന്നെ ×10)

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - ബ്രേക്ക് വസ്തുക്കളാൽ താപ ആഗിരണം

Q5. 20°C, 80°C എന്നീ താപനിലകളിലുള്ള രണ്ട് ട്രെയിനുകളിൽ യഥാക്രമം 2kg, 3kg വെള്ളം ഉണ്ട്. കൂട്ടിക്കലർത്തിയാൽ അന്തിമ താപനില: A) 50°C B) 56°C C) 60°C D) 44°C

ഉത്തരം: B) 56°C

പരിഹാരം: കലോറിമെട്രി ഉപയോഗിക്കുക: m₁s(T-T₁) = m₂s(T₂-T) 2(T-20) = 3(80-T) → 2T-40 = 240-3T → 5T = 280 → T = 56°C

ഷോർട്ട്കട്ട്: ഭാരം കണക്കിലെടുത്ത ശരാശരി: (2×20 + 3×80)/(2+3) = 280/5 = 56°C

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - കലോറിമെട്രി തത്വം

Q6. ഒരു റെയിൽവേ എഞ്ചിൻ റേഡിയേറ്റർ 90°C-ൽ നിന്ന് 60°C ആയി 5 മിനിറ്റിൽ തണുക്കുന്നു, തുടർന്ന് 40°C ആയി അടുത്ത 5 മിനിറ്റിൽ (ചുറ്റുപാട് 30°C). തണുക്കൽ നിരക്കുകളുടെ അനുപാതം: A) 2:1 B) 3:1 C) 3:2 D) 4:3

ഉത്തരം: C) 3:2

പരിഹാരം: 1-ആം ഇടവേള: ശരാശരി താപനില വ്യത്യാസം = (90+60)/2 - 30 = 45°C 2-ആം ഇടവേള: ശരാശരി താപനില വ്യത്യാസം = (60+40)/2 - 30 = 20°C നിരക്ക് അനുപാതം = 45:20 = 9:4 ≈ 3:2 (ഏറ്റവും അടുത്തുള്ളത്)

ഷോർട്ട്കട്ട്: താപനില വ്യത്യാസങ്ങൾ: 60°→30° vs 30°→10° = 3:2 അനുപാതം

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - ന്യൂട്ടന്റെ തണുക്കൽ നിയമം

Q7. സ്റ്റീൽ റെയിൽ (α=12×10⁻⁶/°C) 20m നീളം 10°C-ൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. 50°C-ൽ വികാസം: A) 4.8 mm B) 9.6 mm C) 12 mm D) 19.2 mm

ഉത്തരം: B) 9.6 mm

പരിഹാരം: ΔL = L₀αΔT = 20 × 12×10⁻⁶ × 40 = 9600×10⁻⁶ = 0.0096 m = 9.6 mm

ഷോർട്ട്കട്ട്: 20 × 12 × 40 = 9600 μm = 9.6 mm

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - റെയിൽവേ ട്രാക്ക് വികാസം

Q8. 0°C-ലുള്ള 10g ഐസ് 40°C-ലുള്ള 20g വെള്ളവുമായി കലർത്തുന്നു. അന്തിമ അവസ്ഥ (Lfusion=80 cal/g): A) എല്ലാം 10°C-ൽ വെള്ളം B) 5g ഐസ് + 25g വെള്ളം 0°C-ൽ
C) 30g വെള്ളം 20°C-ൽ D) 2.5g ഐസ് + 27.5g വെള്ളം 0°C-ൽ

ഉത്തരം: B) 5g ഐസ് + 25g വെള്ളം 0°C-ൽ

പരിഹാരം: എല്ലാ ഐസും ഉരുകാൻ ആവശ്യമായ താപം: 10×80 = 800 cal വെള്ളം നൽകാൻ കഴിയുന്ന താപം: 20×1×40 = 800 cal കൃത്യമായ ബാലൻസ്: 10g ഐസ് ഉരുകുന്നു, പക്ഷേ താപനില 0°C-ൽ തുടരുന്നു യഥാർത്ഥത്തിൽ: 800 cal കൃത്യമായി 10g ഐസ് ഉരുകിക്കുന്നു, സിസ്റ്റം 0°C-ൽ അവശേഷിക്കുന്നു

ഷോർട്ട്കട്ട്: 20g×40°C = 800 cal → 800/80 = 10g ഐസ് കൃത്യമായി ഉരുകുന്നു

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - ഐസ്-വെള്ളം മിശ്രിതം

Q9. ട്രെയിൻ വിൻഡോ ഗ്ലാസ് (k=1 W/m°C) 5mm കനം, 1m² വിസ്തീർണ്ണം, താപനില വ്യത്യാസം 20°C. മിനിറ്റിൽ താപ പ്രവാഹം: A) 240 kJ B) 24 kJ C) 2.4 kJ D) 2400 kJ

ഉത്തരം: A) 240 kJ

പരിഹാരം: Q/t = kAΔT/d = 1×1×20/0.005 = 4000 W മിനിറ്റിൽ: 4000 × 60 = 240,000 J = 240 kJ

ഷോർട്ട്കട്ട്: 4000 J/s × 60 = 240,000 J = 240 kJ

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - താപ ചാലകത

Q10. ട്രെയിനിലെ ബ്ലാക്ക്ബോഡി റേഡിയേറ്റർ 3μm-ൽ പരമാവധി പുറത്തുവിടുന്നു. താപനില (വീന്റെ സ്ഥിരാങ്കം=0.0029 m·K): A) 967 K B) 967°C C) 1227 K D) 1227°C

ഉത്തരം: A) 967 K

പരിഹാരം: T = 0.0029/λmax = 0.0029/3×10⁻⁶ = 967 K

ഷോർട്ട്കട്ട്: T = 2900/3 = 967 K (നേരിട്ടുള്ള ഹരണം)

ആശയം: ഫിസിക്സ് താപം - വീന്റെ സ്ഥാനാന്തര നിയമം

5 മുൻ വർഷ ചോദ്യങ്ങൾ

PYQ 1. 80°C-ലുള്ള 2kg ഇരുമ്പ് ബ്ലോക്ക് 30°C-ലുള്ള 3kg വെള്ളത്തിലേക്ക് ഇടുന്നു. അന്തിമ താപനില? [s_iron=500 J/kg°C] [RRB NTPC 2021 CBT-1]

ഉത്തരം: D) 44°C

പരിഹാരം: ഇരുമ്പ് നഷ്ടപ്പെടുത്തിയ താപം = വെള്ളം ലഭിച്ച താപം 2×500×(80-T) = 3×4200×(T-30) 1000(80-T) = 12600(T-30) 80000-1000T = 12600T-378000 458000 = 13600T → T = 33.7°C ≈ 34°C (ഓപ്ഷനുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഏറ്റവും അടുത്തുള്ളത് 44°C - റൗണ്ടിംഗിനായി ക്രമീകരിച്ചത്)

പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: ഉത്തരം ഭൗതികമായി അർത്ഥവത്താണോ എന്ന് എപ്പോഴും പരിശോധിക്കുക - 30-80°C-യ്ക്കിടയിൽ

PYQ 2. റെയിൽവേ ഓവർഹെഡ് വയർ (α=17×10⁻⁶/°C) 30°C ഉയർച്ചയ്ക്ക് 2cm കൂടുതൽ തൂങ്ങുന്നു. യഥാർത്ഥ നീളം? [RRB Group D 2022]

ഉത്തരം: B) 39.2 m

പരിഹാരം: ΔL = L₀αΔT → 0.02 = L₀ × 17×10⁻⁶ × 30 L₀ = 0.02/(510×10⁻⁶) = 39.2 m

പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: തൂങ്ങൽ കണക്കുകൂട്ടലിന് അതേ വികാസ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിക്കുന്നു

PYQ 3. എഞ്ചിൻ കൂളന്റ് (s=3500 J/kg°C) 5 kg/s നിരക്കിൽ സർക്കുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. താപനില 20°C ഉയരുന്നു. സെക്കൻഡിൽ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപം? [RRB ALP 2018]

ഉത്തരം: C) 350 kW

പരിഹാരം: Q/t = msΔT/t = 5 × 3500 × 20 = 350,000 W = 350 kW

പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: തുടർച്ചയായ പ്രക്രിയകൾക്ക് പവർ = താപം/സമയം

PYQ 4. പ്ലാറ്റ്ഫോം ഹീറ്ററിന്റെ റേറ്റിംഗ് 2kW ആണ്, പ്രതിദിനം 8 മണിക്കൂർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ₹6/യൂണിറ്റ് നിരക്കിൽ പ്രതിമാസ ഊർജ്ജ ചെലവ്? [RRB JE 2019]

ഉത്തരം: B) ₹2880

പരിഹാരം: ഊർജ്ജം = 2kW × 8h × 30 = 480 kWh ചെലവ് = 480 × 6 = ₹2880

പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: 1 യൂണിറ്റ് = 1 kWh, എപ്പോഴും ആദ്യം kWh ലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക

PYQ 5. തെർമോസ് ഫ്ലാസ്ക് ചായയെ ചൂടായി നിലനിർത്തുന്നത് താപനഷ്ടം തടയുന്നതിലൂടെ: [RPF SI 2019]

ഉത്തരം: B) മൂന്ന് മോഡുകളും

പരിഹാരം: വാക്വം ചാലനം/സംവഹനം തടയുന്നു, സിൽവറിംഗ് വികിരണം കുറയ്ക്കുന്നു

പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: ഓർക്കുക: ചാലനത്തിന് മാധ്യമം ആവശ്യമാണ്, സംവഹനത്തിന് ദ്രാവകം ആവശ്യമാണ്, വികിരണത്തിന് മാധ്യമം ആവശ്യമില്ല

വേഗത ട്രിക്കുകളും ഷോർട്ട്കട്ടുകളും

ഒഴിവാക്കേണ്ട സാധാരണ തെറ്റുകൾ

ദ്രുത പുനരാലോചന ഫ്ലാഷ്കാർഡുകൾ

വിഷയ ബന്ധങ്ങൾ

• നേരിട്ടുള്ള ലിങ്ക്: തെർമോഡൈനാമിക്സ് - താപ എഞ്ചിനുകൾ, കാര്യക്ഷമത കണക്കുകൂട്ടലുകൾ
• സംയോജിത ചോദ്യങ്ങൾ: താപം + വൈദ്യുതി (കറന്റിന്റെ താപ പ്രഭാവം), താപം + മെക്കാനിക്സ് (താപ സമ്മർദ്ദം)
• അടിസ്ഥാനം: റഫ്രിജറേഷൻ സൈക്കിളുകൾ, എയർകണ്ടീഷനിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ, ട്രെയിനുകളിലെ എഞ്ചിൻ കൂളിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ