Πόση ενέργεια απαιτείται για την αλλαγή 80g πάγου στους -30 βαθμούς Κελσίου Steam 140 Κελσίου;
Κατανόηση της διαδικασίας
Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει διάφορα βήματα:
1. Θέρμανση του πάγου: Αυξήστε τη θερμοκρασία του πάγου από -30 ° C έως 0 ° C.
2. Λήψη του πάγου: Αλλάξτε τον πάγο από στερεό σε υγρό (νερό) στους 0 ° C.
3. Θέρμανση του νερού: Αυξήστε τη θερμοκρασία του νερού από 0 ° C έως 100 ° C.
4. Βράζοντας το νερό: Αλλάξτε το νερό από υγρό σε αέριο (ατμό) στους 100 ° C.
5. Θέρμανση του ατμού: Αυξήστε τη θερμοκρασία του ατμού από 100 ° C έως 140 ° C.
Απαιτούμενες σταθερές
* Ειδική θερμότητα πάγου: C_ICE =2.1 J/G ° C
* Ειδική θερμότητα νερού: c_water =4.18 j/g ° C
* Ειδική θερμότητα ατμού: c_steam =2.0 J/G ° C
* Θερμότητα σύντηξης πάγου: L_f =334 j/g
* Θερμότητα εξάτμισης νερού: L_v =2260 j/g
Υπολογισμοί
1. Θέρμανση του πάγου:
* Q1 =(μάζα πάγου) * (ειδική θερμότητα πάγου) * (αλλαγή θερμοκρασίας)
* Q1 =80 g * 2.1 J/G ° C * (0 ° C - (-30 ° C)) =5040 J
2. Λήψη του πάγου:
* Q2 =(μάζα πάγου) * (θερμότητα σύντηξης πάγου)
* Q2 =80 g * 334 J/g =26720 J
3. Θέρμανση του νερού:
* Q3 =(μάζα νερού) * (ειδική θερμότητα νερού) * (αλλαγή θερμοκρασίας)
* Q3 =80 G * 4.18 J/G ° C * (100 ° C - 0 ° C) =33440 J
4. Βράζοντας το νερό:
* Q4 =(μάζα νερού) * (θερμότητα εξάτμισης νερού)
* Q4 =80 g * 2260 J/g =180800 J
5. Θέρμανση του ατμού:
* Q5 =(μάζα ατμού) * (Ειδική θερμότητα ατμού) * (αλλαγή θερμοκρασίας)
* Q5 =80 g * 2.0 J/G ° C * (140 ° C - 100 ° C) =6400 J
Συνολική ενέργεια
Η συνολική απαιτούμενη ενέργεια είναι το άθροισμα όλων των μεμονωμένων ενεργειών:
* Total Energy =Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
* Total Energy =5040 J + 26720 J + 33440 J + 180800 J + 6400 J = 252400 J
Ως εκ τούτου, περίπου 252.400 joules ενέργειας απαιτούνται για να αλλάξουν 80 g πάγου στους -30 ° C σε ατμό στους 140 ° C
