Ile energii potrzeba, aby przekształcić 1 kg lodu o temperaturze początkowej -10°C w wodę o temperaturze 10°C?

energia ciepło właściwe właściwości substancji

energia potrzebna do roztopienia przekształcenie lodu w wodę obliczenia cieplne w fizyce

Gość (188.146.*.*)

6 miesięcy temu

Odpowiedź:

Aby obliczyć, ile energii potrzeba do przekształcenia 1 kg lodu o temperaturze -10°C w wodę o temperaturze +10°C, musimy uwzględnić trzy etapy procesu:

Podgrzanie lodu od -10°C do 0°C.
Stopienie lodu w wodę.
Podgrzanie wody od 0°C do +10°C.

1. Podgrzanie lodu od -10°C do 0°C

Używamy wzoru na ciepło właściwe:
$Q_1 = m \cdot c_{lodu} \cdot \Delta T$
gdzie:

$m = 1 , \text{kg}$ – masa lodu,
$c_{lodu} = 2.1 , \text{kJ/kg°C}$ – ciepło właściwe lodu,
$\Delta T = 0 - (-10) = 10 , \text{°C}$ .

$Q_1 = 1 \, \text{kg} \cdot 2.1 \, \text{kJ/kg°C} \cdot 10 \, \text{°C} = 21 \, \text{kJ}$

2. Stopienie lodu w wodę

Używamy ciepła topnienia:
$Q_2 = m \cdot L_f$
gdzie:

$L_f = 334 , \text{kJ/kg}$ – ciepło topnienia lodu.

$Q_2 = 1 \, \text{kg} \cdot 334 \, \text{kJ/kg} = 334 \, \text{kJ}$

3. Podgrzanie wody od 0°C do +10°C

Używamy wzoru na ciepło właściwe:
$Q_3 = m \cdot c_{wody} \cdot \Delta T$
gdzie:

$c_{wody} = 4.18 , \text{kJ/kg°C}$ – ciepło właściwe wody,
$\Delta T = 10 , \text{°C}$ .

$Q_3 = 1 \, \text{kg} \cdot 4.18 \, \text{kJ/kg°C} \cdot 10 \, \text{°C} = 41.8 \, \text{kJ}$

Całkowita energia

Suma energii z wszystkich etapów:
$Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 21 \, \text{kJ} + 334 \, \text{kJ} + 41.8 \, \text{kJ} = 396.8 \, \text{kJ}$

Zatem potrzeba 396.8 kJ energii, aby przekształcić 1 kg lodu o temperaturze -10°C w wodę o temperaturze +10°C.

Jakie masz pytanie?