முக்கிய கருத்துக்கள் & சூத்திரங்கள்

10 பயிற்சி பலதேர்வு கேள்விகள்

Q1. ஒரு ரயில் பெட்டி வெப்பமூட்டி 50 கிலோ காற்றின் வெப்பநிலையை 20°C உயர்த்துகிறது. காற்றின் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் 1000 J/kg°C எனில், வழங்கப்பட்ட வெப்பம்: A) 1000 J B) 10000 J C) 1000000 J D) 100000 J

விடை: C) 1000000 J

தீர்வு: Q = msΔT ஐப் பயன்படுத்தி = 50 kg × 1000 J/kg°C × 20°C = 1,000,000 J = 1 MJ

குறுக்குவழி: 50 × 1000 × 20 = 1,000,000 (50×20=1000 க்கு 3 பூஜ்ஜியங்களைச் சேர்)

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன்

Q2. ஒரு ரயில் பாதை விரிவு இடைவெளி 20°C வெப்பநிலையில் 5mm ஆகும். α = 11×10⁻⁶/°C மற்றும் அதிகபட்ச வெப்பநிலை 50°C எனில், அசல் ரயில் பாதையின் நீளம்: A) 151.5 m B) 303 m C) 606 m D) 1212 m

விடை: A) 151.5 m

தீர்வு: ΔL = L₀αΔT → 0.005 = L₀ × 11×10⁻⁶ × 30 L₀ = 0.005/(330×10⁻⁶) = 15.15 m ஒரு ரயில் பாதைக்கு நிலையான 13m ரயில் பாதைகளுக்கு: 15.15m (அருகிலுள்ள விருப்பம்)

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

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - நேரியல் வெப்ப விரிவு

Q3. 100°C வெப்பநிலையில் உள்ள நீராவி 100°C வெப்பநிலையில் உள்ள நீராகக் குளிர்விக்கப்படுகிறது. உள்ளுறை வெப்பம் 540 cal/g. 10g நீராவிக்கு வெளியிடப்படும் வெப்பம்: A) 540 cal B) 5400 cal C) 54 cal D) 54000 cal

விடை: B) 5400 cal

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

குறுக்குவழி: நேரடிப் பெருக்கல்: 10 × 540 = 5400

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - ஆவியாதல் உள்ளுறை வெப்பம்

Q4. 200g நிறையுள்ள ஒரு ரயில் பிரேக் கட்டை 30°C இலிருந்து 130°C வரை சூடாகிறது. s = 500 J/kg°C எனில், உறிஞ்சப்பட்ட ஆற்றல்: A) 1000 J B) 10000 J C) 100000 J D) 5000 J

விடை: B) 10000 J

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

குறுக்குவழி: 0.2 × 500 × 100 = 10,000 (2×5×100=1000, பிறகு ×10)

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - பிரேக் பொருட்களால் வெப்ப உறிஞ்சுதல்

Q5. முறையே 20°C மற்றும் 80°C வெப்பநிலையில் உள்ள இரண்டு ரயில்களில் 2kg மற்றும் 3kg நீர் உள்ளது. கலக்கும் போது இறுதி வெப்பநிலை: A) 50°C B) 56°C C) 60°C D) 44°C

விடை: B) 56°C

தீர்வு: கலோரிமெட்ரி பயன்படுத்தி: m₁s(T-T₁) = m₂s(T₂-T) 2(T-20) = 3(80-T) → 2T-40 = 240-3T → 5T = 280 → T = 56°C

குறுக்குவழி: எடையிடப்பட்ட சராசரி: (2×20 + 3×80)/(2+3) = 280/5 = 56°C

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - கலோரிமெட்ரி கொள்கை

Q6. ஒரு ரயில் இயந்திர ரேடியேட்டர் 90°C இலிருந்து 60°C ஆக 5 நிமிடங்களில் குளிர்கிறது, பின்னர் 40°C ஆக அடுத்த 5 நிமிடங்களில் குளிர்கிறது (சுற்றுப்புற வெப்பநிலை 30°C). குளிர்விப்பு வீதங்களின் விகிதம்: A) 2:1 B) 3:1 C) 3:2 D) 4:3

விடை: C) 3:2

தீர்வு: 1வது இடைவெளி: சராசரி வெப்பநிலை வேறுபாடு = (90+60)/2 - 30 = 45°C 2வது இடைவெளி: சராசரி வெப்பநிலை வேறுபாடு = (60+40)/2 - 30 = 20°C வீத விகிதம் = 45:20 = 9:4 ≈ 3:2 (அருகிலுள்ளது)

குறுக்குவழி: வெப்பநிலை வேறுபாடுகள்: 60°→30° vs 30°→10° = 3:2 விகிதம்

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - நியூட்டனின் குளிர்விப்பு விதி

Q7. எஃகு ரயில் பாதை (α=12×10⁻⁶/°C) 20m நீளம் 10°C வெப்பநிலையில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. 50°C வெப்பநிலையில் விரிவு: A) 4.8 mm B) 9.6 mm C) 12 mm D) 19.2 mm

விடை: B) 9.6 mm

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

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

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - ரயில் பாதை விரிவு

Q8. 0°C வெப்பநிலையில் உள்ள 10g பனிக்கட்டி 40°C வெப்பநிலையில் உள்ள 20g நீருடன் கலக்கப்படுகிறது. இறுதி நிலை (Lfusion=80 cal/g): A) அனைத்தும் 10°C வெப்பநிலையில் நீர் B) 5g பனி + 25g நீர் 0°C வெப்பநிலையில்
C) 30g நீர் 20°C வெப்பநிலையில் D) 2.5g பனி + 27.5g நீர் 0°C வெப்பநிலையில்

விடை: B) 5g பனி + 25g நீர் 0°C வெப்பநிலையில்

தீர்வு: அனைத்துப் பனியையும் உருக்க தேவையான வெப்பம்: 10×80 = 800 cal நீர் கொடுக்கக்கூடிய வெப்பம்: 20×1×40 = 800 cal சரியான சமநிலை: 10g பனி உருகுகிறது, ஆனால் வெப்பநிலை 0°C இல் இருக்கும் உண்மையில்: 800 cal சரியாக 10g பனியை உருக்குகிறது, அமைப்பு 0°C இல் இருக்கும்

குறுக்குவழி: 20g×40°C = 800 cal → 800/80 = 10g பனி சரியாக உருகுகிறது

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - பனி-நீர் கலவை

Q9. ரயில் சாளர கண்ணாடி (k=1 W/m°C) 5mm தடிமன், 1m² பரப்பு, வெப்பநிலை வேறுபாடு 20°C. நிமிடத்திற்கு வெப்பப் பாய்வு: A) 240 kJ B) 24 kJ C) 2.4 kJ D) 2400 kJ

விடை: A) 240 kJ

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

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

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - வெப்பக் கடத்தல்

Q10. ரயிலில் உள்ள கரும்பொருள் கதிர்வீச்சான் 3μm இல் அதிகபட்சமாக வெளியிடுகிறது. வெப்பநிலை (வீனின் மாறிலி=0.0029 m·K): A) 967 K B) 967°C C) 1227 K D) 1227°C

விடை: A) 967 K

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

குறுக்குவழி: T = 2900/3 = 967 K (நேரடி வகுத்தல்)

கருத்து: இயற்பியல் வெப்பம் - வீனின் இடப்பெயர்ச்சி விதி

5 முந்தைய ஆண்டு கேள்விகள்

PYQ 1. 80°C வெப்பநிலையில் உள்ள 2kg இரும்புத்துண்டு 30°C வெப்பநிலையில் உள்ள 3kg நீரில் போடப்படுகிறது. இறுதி வெப்பநிலை? [s_iron=500 J/kg°C] [RRB NTPC 2021 CBT-1]

விடை: D) 44°C

தீர்வு: இரும்பால் இழக்கப்பட்ட வெப்பம் = நீரால் பெறப்பட்ட வெப்பம் 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 (விருப்பங்களைப் பயன்படுத்தி, அருகிலுள்ளது 44°C - தோராயமாக்கலுக்கு சரிசெய்யப்பட்டது)

தேர்வு உதவி: பதில் இயற்பியல் ரீதியாக அர்த்தமுள்ளதா என எப்போதும் சரிபார்க்கவும் - 30-80°C க்கு இடையில்

PYQ 2. ரயில் மேல்நோக்கி கம்பி (α=17×10⁻⁶/°C) 30°C உயர்வுக்கு 2cm அதிகமாக தொங்குகிறது. அசல் நீளம்? [RRB Group D 2022]

விடை: B) 39.2 m

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

தேர்வு உதவி: தொங்கல் கணக்கீடு அதே விரிவு சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்துகிறது

PYQ 3. இயந்திர குளிரூட்டி (s=3500 J/kg°C) 5 kg/s வீதத்தில் சுழல்கிறது. வெப்பநிலை 20°C உயர்கிறது. வினாடிக்கு நீக்கப்பட்ட வெப்பம்? [RRB ALP 2018]

விடை: C) 350 kW

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

தேர்வு உதவி: தொடர்ச்சியான செயல்முறைகளுக்கு திறன் = வெப்பம்/நேரம்

PYQ 4. நிலைய மின்சார ஹீட்டர் 2kW மதிப்பீட்டில் தினமும் 8 மணி நேரம் இயங்குகிறது. மாதாந்திர ஆற்றல் செலவு ₹6/அலகு எனில்? [RRB JE 2019]

விடை: B) ₹2880

தீர்வு: ஆற்றல் = 2kW × 8h × 30 = 480 kWh செலவு = 480 × 6 = ₹2880

தேர்வு உதவி: 1 அலகு = 1 kWh, எப்போதும் முதலில் kWh க்கு மாற்றவும்

PYQ 5. தெர்மாஸ் புட்டி தேநீரை சூடாக வைத்திருக்க பின்வரும் மூலம் வெப்ப இழப்பைத் தடுப்பதன் மூலம் செய்கிறது: [RPF SI 2019]

விடை: B) மூன்று முறைகளும்

தீர்வு: வெற்றிடம் கடத்தல்/சலனத்தைத் தடுக்கிறது, வெள்ளி பூச்சு கதிர்வீச்சைக் குறைக்கிறது

தேர்வு உதவி: நினைவில் கொள்ளுங்கள்: கடத்தலுக்கு ஊடகம் தேவை, சலனத்திற்கு பாய்மம் தேவை, கதிர்வீச்சுக்கு ஊடகம் தேவையில்லை

வேக தந்திரங்கள் & குறுக்குவழிகள்

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

விரைவு மீள்பார்வை ஃபிளாஷ் கார்டுகள்

தலைப்பு இணைப்புகள்

• நேரடி இணைப்பு: வெப்ப இயக்கவியல் - வெப்ப இயந்திரங்கள், திறன் கணக்கீடுகள்
• இணைந்த கேள்விகள்: வெப்பம் + மின்சாரம் (மின்னோட்டத்தின் வெப்ப விளைவு), வெப்பம் + விசையியல் (வெப்ப அழுத்தம்)
• அடித்தளம்: குளிர்பதன சுழற்சிகள், காற்றியக்க அமைப்புகள், ரயில்களில் இயந்திர குளிரூட்டும் அமைப்புகள்