Apskaičiuokite energiją, reikalingą ledui paversti garu

Ko reikia džauliams, norint 25 gramus -10 ° C ledo paversti 150 ° C garu?
Naudinga informacija:
vandens susiliejimo šiluma = 334 J / g
vandens garinimo šiluma = 2257 J / g
savitoji ledo šiluma = 2,09 J / g · ° C
savitoji vandens šiluma = 4,18 J / g · ° C
savitoji garų šiluma = 2,09 J / g · ° C
Sprendimas:
Bendra reikalinga energija yra energijos, skirtos pašildyti -10 ° C ledo iki 0 ° C ledo, suma, lydant 0 ° C ledo į 0 ° C vanduo, vanduo pašildomas iki 100 ° C, 100 ° C vanduo paverčiamas 100 ° C garu ir kaitinamas garas iki 150 ° C. Norėdami gauti galutinę vertę, pirmiausia apskaičiuokite individualias energetines vertes ir tada jas sudekite.
1 žingsnis: Šiluma, reikalinga ledo temperatūrai pakelti nuo -10 ° C iki 0 ° C. Naudokite formulę
q = mcΔT
kur
q = šilumos energija
m = masė
c = specifinė šiluma
ΔT = temperatūros pokytis
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
Šiluma, reikalinga ledo temperatūrai pakelti nuo -10 ° C iki 0 ° C = 522,5 J

2 žingsnis: Šiluma, kurios reikia norint 0 ° C ledo paversti 0 ° C vandeniu
Naudokite šilumos formulę:
q = m · ΔH_f
kur
q = šilumos energija
m = masė
ΔH_f = sintezės šiluma
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Šiluma, reikalinga 0 ° C ledo pavertimui 0 ° C vandens = 8350 J
3 veiksmas: Šiluma, reikalinga vandens 0 ° C temperatūrai pakelti iki 100 ° C
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
Šiluma, reikalinga vandens 0 ° C temperatūrai pakelti iki 100 ° C vandens = 10450 J
4 veiksmas: Šiluma, reikalinga 100 ° C vandens paversti 100 ° C garu
q = m · ΔH_v
kur
q = šilumos energija
m = masė
ΔH_v = garinimo šiluma
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Šiluma, reikalinga 100 ° C vandeniui paversti 100 ° C garais = 56425
5 veiksmas: Šiluma, reikalinga 100 ° C garui paversti 150 ° C garu
q = mcΔT
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) [(150–100 ° C)]
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) x (50 ° C)
q = 2612,5 J
Šiluma, reikalinga 100 ° C garui paversti 150 ° C garu = 2612,5
6 veiksmas: Raskite bendrą šilumos energiją
Šiluma_{Iš viso} = Šiluma_{1 žingsnis} + Šiluma_{2 žingsnis} + Šiluma_{3 žingsnis} + Šiluma_{4 žingsnis} + Šiluma_{5 žingsnis}
Šiluma_{Iš viso} = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
Šiluma_{Iš viso} = 78360 J
Atsakymas:
Šiluma, kurios reikia 25 gramus -10 ° C ledo paversti 150 ° C garais, yra 78360 J arba 78,36 kJ.