Oblicz ile energii (ciepła) należy dostarczyć bryle lodu o masie 100g i temperaturze -20stopni aby zamienić ją w parę wodną o temperaturze 110 stopni.Sporządź wykres zależności temperatury od dostarczonego ciepła.
DAJE 100PKT ZA DOBRĄ ODPOWIEDŹ
DAJE 100PKT ZA DOBRĄ ODPOWIEDŹ
Odpowiedź:
Wyjaśnienie: Najpierw musimy obliczyć ile energii lód musi pobrać aby zacząć topnieć.
Cw lodu= 2100 J/kg · K
m= 100g= 0,1 kg
Δt= 20 K
2. Aby obliczyć ilość potrzebnej energii musimy przekształcić wzór na ciepło właściwe
Cw= Q/ m · Δ T
Teraz przekształcamy wzór
Q= Cw · m · Δ T
Q= 2100 J/ kg· K × 0,1 kg · 20 K
Q= 4200 J
3. Teraz musimy obliczyć ile ciepła potrzebujemy aby stopić lód. Teraz lód ma temperaturę 0 stopni więc jeśli dostarczymy mu potrzebną do tego energie zamieni się w wodę. Aby obliczyć tą energię musimy posłużyć się wzorem na ciepło topnienia.
Ct= Q ÷ m
Ct lodu= 334 000 J/kg
m= 0,1 kg
Teraz przekształcamy wzór na ciepło topnienia
Q= 334 000 J/ kg · 0,1 kg
Q= 33 400 J
4.Następnie obliczamy ile energii trzeba dostarczyć aby ogrzać wodę do 100 stopni.
Δt= 100 K
Cw wody= 4200 J/ kg· K
Q= 4200 J/ kg· K · 0,1 kg × 100 K
Q= 42 000 J
5.Teraz obliczamy ile energii potrzebne jest aby woda stała się parą wodną
ciepło parowania wody= 2 300 000 J/kg × K
Q= 2 300 000 J/kg· 0,1 kg= 230 000 J
6.Teraz obliczamy ile energii jest potrzebne aby ogrzać parę wodną o 10 stopni.
Cw pary wodnej= 1900 J/ kg × K
Δ T= 10 K
Q= 1900 J/kg · K · 10 K · 0,1 kg
Q= 1900 J
7. Teraz aby obliczyć ile dostarczyliśmy ogólnie musimy zsumować wszystkie energie.
Q całkowite= 1900 J + 4200 J + 33 400 J + 42 000 J + 230 000 J= 311 500 J= 311,5 KJ
8. Teraz robimy wykres.