Ποια είναι η θερμότητα σε Joules που απαιτείται για τη μετατροπή 25 γραμμαρίων πάγου -10 ° C σε ατμό 150 ° C;
ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ:
θερμότητα σύντηξης νερού = 334 J / g
θερμότητα εξάτμισης νερού = 2257 J / g
ειδική θερμότητα πάγου = 2,09 J / g · ° C
ειδική θερμότητα νερού = 4,18 J / g · ° C
ειδική θερμότητα ατμού = 2,09 J / g · ° C
Λύση:
Η συνολική απαιτούμενη ενέργεια είναι το άθροισμα της ενέργειας για θέρμανση του πάγου -10 ° C στους 0 ° C πάγου, τήξη του πάγου 0 ° C σε 0 ° Ο νερό, θέρμανση του νερού στους 100 ° C, μετατροπή του νερού 100 ° C σε 100 ° C ατμού και θέρμανση του ατμού στους 150 ° C. Για να λάβετε την τελική τιμή, πρώτα υπολογίστε τις μεμονωμένες τιμές ενέργειας και, στη συνέχεια, προσθέστε τις.
Βήμα 1: Θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας του πάγου από -10 ° C σε 0 ° C Χρησιμοποιήστε τον τύπο
q = mcΔT
που
q = ενέργεια θερμότητας
m = μάζα
c = συγκεκριμένη θερμότητα
ΔT = μεταβολή της θερμοκρασίας
q = (25 g) χ (2,09 J / g ° C) [(0 ° C -10 ° C)]
q = (25 g) χ (2,09 J / g · ° C) χ (10 ° C)
q = 522,5 J
Η θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας του πάγου από -10 ° C σε 0 ° C = 522,5 J
Βήμα 2: Η θερμότητα που απαιτείται για τη μετατροπή του πάγου 0 ° C σε νερό 0 ° C
Χρησιμοποιήστε τον τύπο για τη θερμότητα:
q = m · ΔΗφά
που
q = ενέργεια θερμότητας
m = μάζα
ΔHφά = θερμότητα σύντηξης
q = (25 g) χ (334 J / g)
q = 8350 J
Η θερμότητα που απαιτείται για τη μετατροπή του πάγου 0 ° C σε 0 ° C νερό = 8350 J
Βήμα 3: Θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας των 0 ° C νερού σε 100 ° C νερό
q = mcΔT
q = (25 g) χ (4,18 J / g ° C) [(100 ° C - 0 ° C)]
q = (25 g) χ (4,18 J / g · ° C) χ (100 ° C)
q = 10450 J
Θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας 0 ° C νερού σε 100 ° C νερό = 10450 J
Βήμα 4: Θερμότητα που απαιτείται για τη μετατροπή του νερού 100 ° C σε 100 ° C ατμού
q = m · ΔΗv
που
q = θερμότητα
m = μάζα
ΔHv = θερμότητα εξάτμισης
q = (25 g) χ (2257 J / g)
q = 56425 J
Θερμότητα που απαιτείται για τη μετατροπή του νερού στους 100 ° C σε ατμό 100 ° C = 56425
Βήμα 5: Απαιτείται θερμότητα για να μετατραπεί ατμός 100 ° C σε ατμό 150 ° C
q = mcΔT
q = (25 g) χ (2,09 J / g · ° C) [(150 ° C - 100 ° C)]
q = (25 g) χ (2,09 J / g · ° C) χ (50 ° C)
q = 2612,5 J
Θερμότητα που απαιτείται για τη μετατροπή του ατμού 100 ° C σε ατμό 150 ° C = 2612,5
Βήμα 6: Βρείτε την ολική θερμική ενέργεια
ΘερμότηταΣύνολο = ΘερμοκρασίαΒήμα 1 + ΘερμοκρασίαΒήμα 2 + ΘερμοκρασίαΒήμα 3 + ΘερμοκρασίαΒήμα 4 + ΘερμοκρασίαΒήμα 5
ΘερμότηταΣύνολο = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
ΘερμότηταΣύνολο = 78360 J
Απάντηση:
Η θερμότητα που απαιτείται για τη μετατροπή 25 γραμμαρίων πάγου -10 ° C σε ατμό 150 ° C είναι 78360 J ή 78,36 kJ.