एक ऊष्मारोधी पात्र में 20°C पर 250 g जल है। इसमें से 100°C की भाप प्रवाहित की जाती है, जिससे जल 25°C तक गर्म हो जाता है। इस प्रक्रिया में भाप का कुछ भाग संघनित भी हो जाता है, जिससे जल का द्रव्यमान बढ़कर 252 g हो जाता है। यदि जल की विशिष्ट ऊष्मा 1 Cal g⁻¹ °C⁻¹ है, तो भाप की गुप्त ऊष्मा का मान क्या है?

सही उत्तर है C, 550 Cal/g। 2 g भाप द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा 250 g जल द्वारा ली गई ऊष्मा के बराबर होती है, और इसी संतुलन से L = 550 Cal/g मिलता है।

जल 20°C से 25°C तक गर्म होता है, इसलिए वह 250 × 1 × 5 = 1250 Cal ऊष्मा लेता है। द्रव्यमान 250 g से 252 g हुआ, यानी 2 g भाप संघनित हुई। यह भाप पहले 100°C पर जल बनते समय अपनी गुप्त ऊष्मा 2L छोड़ती है, फिर 100°C से 25°C तक ठंडी होकर 2 × 1 × 75 = 150 Cal और देती है। 2L + 150 = 1250 रखने पर 2L = 1100, अतः L = 550 Cal/g। पात्र ऊष्मारोधी है, इसलिए बाहर कोई ऊष्मा नहीं जाती।

A, 530 Cal/g लेने पर छोड़ी गई ऊष्मा 1210 Cal होगी, जो ली गई 1250 Cal से कम है।

B, 540 Cal/g पाठ्यपुस्तक के मान के पास है, पर इसमें संघनित जल के ठंडा होने से निकली 150 Cal छूट जाती है।

D, 560 Cal/g लेने पर 1270 Cal निकलेगी, जो जल द्वारा ली गई ऊष्मा से अधिक है।

Exam tip: मिश्रण के प्रश्नों में गर्म वस्तु द्वारा खोई ऊष्मा (गुप्त ऊष्मा + ठंडा होना) ठंडी वस्तु द्वारा ली गई ऊष्मा के बराबर होती है।