Izračunajte potrebnu energiju za pretvaranje leda u paru

Kolika je toplina u Joulesu potrebna za pretvorbu 25 grama leda od -10 ° C u paru od 150 ° C?
Korisna informacija:
toplina fuzije vode = 334 J / g
toplina isparavanja vode = 2257 J / g
specifična toplina leda = 2,09 J / g · ° C
specifična toplina vode = 4,18 J / g · ° C
specifična toplina pare = 2,09 J / g · ° C
Riješenje:
Ukupna potrebna energija je zbroj energije za zagrijavanje leda od -10 ° C do 0 ° C, topljenja leda od 0 ° C u 0 ° C vode, zagrijavanje vode na 100 ° C, pretvaranje vode od 100 ° C u paru od 100 ° C i grijanje pare na 150 ° C. Da biste dobili konačnu vrijednost, prvo izračunajte pojedinačne energetske vrijednosti, a zatim ih zbrojite.
Korak 1: Potrebna je toplina za povećanje temperature leda s -10 ° C na 0 ° C Koristite formulu
q = mcΔT
gdje
q = toplinska energija
m = masa
c = određena toplina
ΔT = promjena temperature
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
Za zagrijavanje leda potrebno je zagrijavati temperaturu od -10 ° C do 0 ° C = 522,5 J

Korak 2: Za pretvorbu leda od 0 ° C u vodu od 0 ° C potrebna je toplina
Koristite formulu za toplinu:
q = m · ΔH_f
gdje
q = toplinska energija
m = masa
* H_f = toplina fuzije
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Za pretvorbu leda od 0 ° C u vodu od 0 ° C potrebna je toplina = 8350 J
3. korak: Za podizanje temperature vode od 0 ° C na 100 ° C potrebna je toplina
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
Za podizanje temperature vode od 0 ° C na 100 ° C vode = 10450 J potrebna je toplina
4. korak: Potrebna je toplina za pretvaranje vode od 100 ° C u paru od 100 ° C
q = m · ΔH_v
gdje
q = toplinska energija
m = masa
* H_v = toplina isparavanja
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Za pretvaranje vode 100 ° C u paru od 100 ° C potrebna je toplina = 56425
Korak 5: Za pretvorbu pare od 100 ° C u 150 ° C potrebna je toplina
q = mcΔT
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) [(150 ° C - 100 ° C)]
q = (25 g) x (2,09 J / g · ° C) x (50 ° C)
q = 2612,5 J
Za pretvorbu pare od 100 ° C u 150 ° C potrebna je toplina = 2612,5
Korak 6: Pronađite ukupnu toplinsku energiju
Toplina_ukupno = Toplina_{Korak 1} + Toplina_{Korak 2} + Toplina_{3. korak} + Toplina_{4. korak} + Toplina_{5. korak}
Toplina_ukupno = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
Toplina_ukupno = 78360 J
Odgovor:
Toplina potrebna za pretvorbu 25 grama leda od -10 ° C u paru od 150 ° C iznosi 78360 J ili 78,36 kJ.