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.*.*)

5 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?