Aprēķiniet nepieciešamo enerģiju, lai ledu ieslēgtu tvaikā

Cik liels ir karstums džoulos, lai 25 gramus -10 ° C ledus pārvērstu 150 ° C tvaikā?
Noderīga informācija:
ūdens saplūšanas siltums = 334 J / g
ūdens iztvaikošanas siltums = 2257 J / g
īpatnējais ledus karstums = 2,09 J / g · ° C
īpatnējais ūdens siltums = 4,18 J / g · ° C
īpatnējais tvaika siltums = 2,09 J / g · ° C
Risinājums:
Kopējā nepieciešamā enerģija ir enerģijas summa, lai sasildītu -10 ° C ledu līdz 0 ° C ledus, kausējot 0 ° C ledu 0 ° C ūdens, karsējot ūdeni līdz 100 ° C, pārvēršot 100 ° C ūdeni par 100 ° C tvaiku un sildot tvaiku līdz 150 ° C. Lai iegūtu galīgo vērtību, vispirms aprēķiniet individuālās enerģijas vērtības un pēc tam saskaitiet tās.
1. darbība: Siltums, kas nepieciešams ledus temperatūras paaugstināšanai no -10 ° C līdz 0 ° C. Izmantojiet formulu
q = mcΔT
kur
q = siltuma enerģija
m = masa
c = īpašs karstums
ΔT = temperatūras izmaiņas
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) [(0 ° C – –10 ° C)]
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) x (10 ° C)
q = 522,5 J
Siltums, kas nepieciešams ledus temperatūras paaugstināšanai no -10 ° C līdz 0 ° C = 522,5 J

2. darbība: Siltums, kas nepieciešams, lai 0 ° C ledus pārvērstos 0 ° C ūdenī
Izmantojiet siltuma formulu:
q = m · ΔH_f
kur
q = siltuma enerģija
m = masa
ΔH_f = saplūšanas karstums
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Siltums, kas nepieciešams 0 ° C ledus pārvēršanai 0 ° C ūdenī = 8350 J
3. darbība: Siltums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu 0 ° C ūdens temperatūru līdz 100 ° C ūdenim
q = mcΔT
q = (25 g) x (4,18 J / g · ° C) [(100 ° C - 0 ° C)]
q = (25 g) x (4,18 J / g · ° C) x (100 ° C)
q = 10450 J
Siltums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu 0 ° C ūdens temperatūru līdz 100 ° C ūdens = 10450 J
4. darbība: Siltums, kas nepieciešams 100 ° C ūdens pārvēršanai par 100 ° C tvaiku
q = m · ΔH_v
kur
q = siltuma enerģija
m = masa
ΔH_v = iztvaikošanas siltums
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Siltums, kas nepieciešams 100 ° C ūdens pārvēršanai par 100 ° C tvaiku = 56425
5. darbība: Siltums, kas nepieciešams 100 ° C tvaika pārvēršanai par 150 ° C tvaiku
q = mcΔT
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) [(150 ° C - 100 ° C)]
q = (25 g) x (2,09 J / g ° ° C) x (50 ° C)
q = 2612,5 J
Siltums, kas nepieciešams 100 ° C tvaika pārvēršanai par 150 ° C tvaiku = 2612,5
6. darbība: Atrodiet kopējo siltumenerģiju
Karstums_Kopā = Siltums_{1. solis} + Karstums_{2. solis} + Karstums_{3. solis} + Karstums_{4. solis} + Karstums_{5. solis}
Karstums_Kopā = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
Karstums_Kopā = 78360 J
Atbilde:
Siltums, kas nepieciešams, lai 25 gramus -10 ° C ledus pārvērstu 150 ° C tvaikā, ir 78360 J vai 78,36 kJ.