Question

1.Bryła lodu o masie 2kg ma temp. 0 stopni. Ile energii trzeba dostarczyć aby ten lód roztopić, ogrzać wodę z lodu do temp. 100 stopni i zamienić ją w parę wodną w tej tempetarurze?
2.Ile energii wydzieli się podczas skroplenia masy 20 kg pary wodnej w temp.100 stopni i oziębienia powstałej wody do 30 stopni? (cieplo właściwe wody wynosi 4200 J/kg*stopień celsjusza (C), ciepło skraplania pary wodnej to 2260 kJ/kg

Bardzo zależy mi na odpowiedzi i będę wdzięczna chociażby za jedno dobrze zrobione zadanko :*. Jeśli ktoś nie zrobi zadań tylko będzie się wygłupiał żeby tylko zarobić punkty to zgłoszę to jako spam oczywiście.

Answer 1

Ad1
Najpierw musimy dostarczyć bryle lodu energię potrzebną do zamienienia jej w wodę. Energię tą obliczamy ze wzoru
E₁=q₁×m
(gdzie q₁ to ciepło topnienia lodu, które wynosi około 334000 J/kg)

Następnie obliczmy energię potrzebną do ogrzania wody do temperatury 100⁰C. Korzystamy ze wzoru
E₂=Cw×m×Δt
(gdzie Cw to ciepło właściwe wody, które wynosi ok. 4200J/kg⁰C, a Δt to przyrost temperatury)

Pod koniec musimy obliczyć, ile energi trzeba dostarczyć, żęby woda wyparowała. Liczymy to ze wzoru
E₃=q₂×m
(gdzie q₂ to ciepło parowania wody, które wynosi ok 2257000 J/kg)

Stąd E₁=668000J, E₂=840000J, E₃=4514000J
Po dodaniu dostajemy wynik 6022000 J, czyli około 6,02MJ. Wynik który podałeś jest trochę inny prawdopodobnie przez stosowanie innych przybliżeń.
ad2
Q1 - ciepło wydzielone przy skraplaniu pary wodnej
Q2 - ciepło wydzielone podczas oziębiania powstałej wody
cw H20 - ciepło właściwe wody
R H20 - ciepło parowania wody
m - masa pary wodnej
tp - temperatura początkowa
tk - temperatura końcowa
m = 20 kg
tp -tk = 30
R H20 pod ciśnieniem 1 atm: 0°C ≈ 273 K
cw H20 = 4187 J/(kg·K)
ΣQ = Q1 + Q2
Q1 = m * R H20
Q1 = 20 * 273= 5460 [J/kg]
Q2 = m * cw H20 * (tp-tk)
Q2 = 20 * 4187 * 30 = 251220 [J/kg*°C]
ΣQ = 5460 + 251220 = 256680 [J/kg]