Vypočítejte energii potřebnou k přeměně ledu v páru

Jaké teplo v Joulech je potřeba k přeměně 25 gramů ledu -10 ° C na páru 150 ° C?
Užitečné informace:
fúzní teplo vody = 334 J / g
teplo odpařování vody = 2257 J / g
měrné teplo ledu = 2,09 J / g · ° C
měrné teplo vody = 4,18 J / g · ° C
měrné teplo páry = 2,09 J / g · ° C
Řešení:
Celková potřebná energie je součet energie k zahřátí ledu -10 ° C na led 0 ° C a roztavení ledu 0 ° C na 0 ° C voda, ohřev vody na 100 ° C, přeměna vody 100 ° C na páru 100 ° C a zahřívání páry na 150 ° C. Chcete-li získat konečnou hodnotu, nejprve vypočítejte jednotlivé energetické hodnoty a poté je sčítejte.
Krok 1: Teplo potřebné ke zvýšení teploty ledu z -10 ° C na 0 ° C Použijte vzorec
q = mcAT
kde
q = tepelná energie
m = hmotnost
c = měrné teplo
ΔT = změna teploty
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
Teplo potřebné ke zvýšení teploty ledu z -10 ° C na 0 ° C = 522,5 J
Krok 2: Teplo potřebné k přeměně ledu 0 ° C na 0 ° C vody
Použijte vzorec pro teplo:
q = m · ΔH

_F
kde
q = tepelná energie
m = hmotnost
ΔH_F = teplo fúze
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Teplo potřebné k přeměně ledu 0 ° C na 0 ° C voda = 8350 J
Krok 3: Teplo potřebné ke zvýšení teploty vody 0 ° C na 100 ° C vody
q = mcAT
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
Teplo potřebné ke zvýšení teploty vody 0 ° C na 100 ° C vody = 10450 J
Krok 4: Teplo potřebné k přeměně vody o teplotě 100 ° C na páru o teplotě 100 ° C
q = m · ΔH_proti
kde
q = tepelná energie
m = hmotnost
ΔH_proti = odpařovací teplo
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Teplo potřebné k přeměně vody o teplotě 100 ° C na páru o teplotě 100 ° C = 56425
Krok 5: Teplo potřebné k přeměně páry 100 ° C na páru 150 ° C
q = mcAT
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
Teplo potřebné k přeměně páry o teplotě 100 ° C na páru o teplotě 150 ° C = 2612,5
Krok 6: Najděte celkovou tepelnou energii
Teplo_Celkový = Teplo_{Krok 1} + Teplo_{Krok 2} + Teplo_{Krok 3} + Teplo_{Krok 4} + Teplo_{Krok 5}
Teplo_Celkový = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
Teplo_Celkový = 78360 J
Odpovědět:
Teplo potřebné k přeměně 25 gramů ledu o teplotě -10 ° C na páru o teplotě 150 ° C je 78360 J nebo 78,36 kJ.