Wissenschaft

Berechnen Sie die Energie, die erforderlich ist, um Eis in Dampf umzuwandeln

Dieses Beispielproblem zeigt, wie die Energie berechnet wird, die erforderlich ist, um die Temperatur einer Probe zu erhöhen, die Phasenänderungen enthält. Dieses Problem findet die Energie, die erforderlich ist, um kaltes Eis in heißen Dampf umzuwandeln.

 

Eis zu Dampf Energie Problem

Welche Wärme in Joule ist erforderlich, um 25 Gramm Eis von -10 ° C in Dampf von 150 ° C umzuwandeln?

Nützliche Informationen:
Schmelzwärme von Wasser=334 J / g
Verdampfungswärme von Wasser=2257 J / g
spezifische Eiswärme=2,09 J / g · ° C
spezifische Wasserwärme=4,18 J / g · ° C
spezifische Wärme von Dampf=2,09 J / g · ° C

Lösung:

Die Gesamtenergie, die benötigt wird, ist die Summe der Energie, die zum Erhitzen des Eises von -10 ° C auf 0 ° C, zum Schmelzen des Eises von 0 ° C zu Wasser von 0 ° C und zum Erhitzen des Wassers benötigt wird auf 100 ° C, Umwandlung von 100 ° C Wasser in 100 ° C Dampf und Erhitzen des Dampfes auf 150 ° C. Um den endgültigen Wert zu erhalten, berechnen Sie zuerst die einzelnen Energiewerte und addieren Sie sie dann.

Schritt 1: Wärme, die erforderlich ist, um die Eistemperatur von -10 ° C auf 0 ° C zu erhöhen. Verwenden Sie die Formel

q=mcΔT,

wobei
q=Wärmeenergie
m=Masse
c=spezifische Wärme
ΔT=Temperaturänderung

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

Erforderliche Wärme bis Erhöhen Sie die Eistemperatur von -10 ° C auf 0 ° C=522,5 J

Schritt 2: Wärme, die erforderlich ist, um 0 ° C Eis in 0 ° C Wasser umzuwandeln

Verwenden Sie die Formel für Wärme:

q=m · ΔH f

wobei
q=Wärmeenergie
m=Masse
ΔH f=Schmelzwärme

q=(25 g) x (334 J / g)
q=8350 J

Wärme, die erforderlich ist, um 0 ° C Eis in 0 ° C Wasser umzuwandeln=8350 J

Schritt 3: Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von 0 ° C Wasser bis 100 ° C Wasser

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

Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von 0 ° C Wasser auf 100 ° C zu erhöhen Wasser=10450 J

Schritt 4: Wärme, die erforderlich ist, um 100 ° C Wasser auf 100 ° C umzuwandeln C Dampf

q=m · & Dgr; H v

wobei
q=Wärmeenergie
, m=Masse
& Dgr; H v=Verdampfungswärme

q=(25 g) x (2257 J / g)
q=56425 J

Wärme req erforderlich, um 100 ° C Wasser in 100 ° C Dampf umzuwandeln=56425

Schritt 5: Wärme, die erforderlich ist, um 100 ° C Dampf in 150 ° C Dampf

umzuwandeln
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

Wärme, die erforderlich ist, um 100 ° C Dampf in 150 ° C Dampf umzuwandeln=2612.5

Schritt 6: Gesamte Wärmeenergie ermitteln

Wärme insgesamt=Wärme Schritt 1 + Wärme Schritt 2 + Wärme Schritt 3 + Wärme Schritt 4 + Wärme Schritt 5
Wärme insgesamt=522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
Wärme insgesamt=78360 J

Antwort:

Die Wärme, die erforderlich ist, um 25 Gramm -10 ° C Eis in 150 ° C Dampf umzuwandeln, beträgt 78360 J oder 78,36 kJ.

Similar Posts

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.