Question

Oblicz ile energii (ciepła) należy dostarczyć aby 2kg lodu o temperaturze -20 stopni C ogrzać do temperatury 120 stopni C.

pani nam podała jeszcze coś takiego.:

1. ogrzanie lodu do 0*C

2. topnienie

3. ogrzanie wody od 0*C do 100*C

4. wrzenie

5. ogrzewanie pary do 100*C do 120*C

Answer 1

m = 2 kg

T₁ = -20⁰C

T₂ = 0 ⁰C

T₃ = 100 ⁰C

T₄ = 120 ⁰C

cwl = 2100 J/kg*K  (ciepło właściwe lodu)

cww = 4200 J/kg*K  (ciepło właściwe wody)

cwp = 2200 J/kg*K  (ciepło właściwe pary wodnej)

ct = 334 000 J/kg   ( ciepło topnienia lodu)

cp = 2300000 J/kg  (ciepło parowania)

 

ΔT₁ = (T₂ - T₁) = 0 ⁰C - (-20⁰C) = 20 ⁰C

ΔT₂ = (T₃ - T₂) = 100⁰C - 0⁰C = 100 ⁰C

ΔT₃ = (T₄ - T₃) = 120 ⁰C - 100 ⁰C = 20 ⁰C

 

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅

 

Q₁ - ciepło potrzebne do ogrzanie lodu od - 20 do 0⁰C

Q₂ - ciepło potrzebne to stopienia lodu w temperaturze topnienia

Q₃ - ciepło potrzebne do ogrzanie lodu od 0 do 100⁰C

Q₄  - ciepło potrzebne do doparowania wody w temp. wrzenia

Q₅ - ciepło potrzebne do ogrzanie lodu od 100 do 120⁰C

 

Q₁  = m* cwl * ΔT₁ = 2kg * 2100 J/kg*⁰C * 20⁰C = 84000 J = 84 kJ

Q₂ = m*ct = 2 kg * 334000 J/kg = 668000 J = 668 kJ

Q₃ = m*cww * ΔT₂ = 2 * 4200 J/kg * ⁰C *  100 ⁰C = 840000 J = 840 kJ

Q₄  = m*cp = 2 kg * 2300000 J/kg = 4600000 J =  4600 kJ

Q₅ = m*cwp*ΔT₃ = 2 kg * 2200 J/kg* ⁰C * 20⁰C = 88000 J = 88 kJ

 

Q = 84 kJ + 668 kJ + 840 kJ + 4600 kJ + 88 kJ = 6280 kJ

 

Odp. Należy dostarczyc 6280 kJ energii

 

 

 

 

Answer 2

Dane:

m=2kg

t₁=-20^C

t₂=0^C

t₃=100^C

t₄=120^C

cwl=2100J/kg*C  (ciepło właściwe lodu)

ct=335000J/kg   (ciepło topnienia wody)

cww=4200J/kg*C  (ciepło właściwe wody)

cp=2258000J/kg  (ciepło parowania wody)

cwp=2000J/kg*C  (ciepło właściwe pary wodnej)

Szukane:

Q=?

Wzór:

E=Q

Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

Q₁=m*cwl*(t₂-t₁)  (ogrzanie lodu do 0^C)

Q₂=m*ct   (topnienie)

Q₃=m*cww*(t₃-t₂)   (ogrzanie wody od 0^C do 100^C)

Q₄=m*cp   (wrzenie)

Q₅=m*cwp*(t₄-t₃)    (ogrzewanie pary od 100^C do 120^C)

Rozwiązanie:

Q₁=2kg*2100J/kg*C*(0^C-(-20^C)

Q₁=2kg*2100J/kg*C*20^C

Q₁=84000J=84kJ

Q₂=2kg*335000J/kg

Q₂=670000J=670kJ

Q₃=2kg*4200J/kg*C*(100^C-0^C)

Q₃=2kg*4200J/kg*C*100^C

Q₃=840000J=840kJ

Q₄=2kg*2258000J/kg

Q₄=4516000J=4516kJ

Q₅=2kg*2000J/kg*C*(120^C-100^C)

Q₅=2kg*2000J/kg*C*20^C

Q₅=80000J=80kJ

Q=84kJ+670kJ+840kJ+4516kJ+80kJ

Q=6190kJ=6,19MJ

Odp. Należy dostarczyć ok. 6,19MJ energii.

 

Wyniki są zależne od wartości, jakich używacie. Jedni używają ciepła właściwego wody równemu 4190J/kg*C, a inni  - 4200J/kg*C. Tak jest również z innymi ciepłami.

 

Pozdrawiam. ;)