Vypočítajte energiu potrebnú na premenu ľadu na paru

Aké teplo v Jouloch sa vyžaduje na premenu 25 gramov ľadu -10 ° C na paru 150 ° C?
Užitočná informácia:
teplo fúzie vody = 334 J / g
teplo odparovania vody = 2257 J / g
merné teplo ľadu = 2,09 J / g · ° C
merné teplo vody = 4,18 J / g · ° C
merné teplo pary = 2,09 J / g · ° C
Riešenie:
Celková potrebná energia je súčet energie potrebnej na zahriatie ľadu -10 ° C na ľad 0 ° C a roztavenie ľadu 0 ° C na 0 ° C voda, zahrievanie vody na 100 ° C, premena vody 100 ° C na paru 100 ° C a zahrievanie pary na 150 ° C. Ak chcete získať konečnú hodnotu, najprv vypočítajte jednotlivé energetické hodnoty a potom ich spočítajte.
Krok 1: Teplo potrebné na zvýšenie teploty ľadu z -10 ° C na 0 ° C Použite vzorec
q = mcAT
kde
q = tepelná energia
m = hmotnosť
c = špecifické teplo
ΔT = zmena 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 potrebné na zvýšenie teploty ľadu z -10 ° C na 0 ° C = 522,5 J
Krok 2: Teplo potrebné na premenu ľadu 0 ° C na 0 ° C vody

Použite vzorec pre teplo:
q = m · AH_F
kde
q = tepelná energia
m = hmotnosť
AH_F = teplo fúzie
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Teplo potrebné na premenu ľadu 0 ° C na 0 ° C voda = 8350 J
Krok 3: Teplo potrebné na zvýšenie teploty vody od 0 ° C do 100 ° C
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 potrebné na zvýšenie teploty vody 0 ° C na 100 ° C voda = 10450 J
Krok 4: Teplo potrebné na premenu vody 100 ° C na paru 100 ° C
q = m · AH_proti
kde
q = tepelná energia
m = hmotnosť
AH_proti = odparovacie teplo
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Teplo potrebné na premenu vody 100 ° C na paru 100 ° C = 56425
Krok 5: Teplo potrebné na premenu pary 100 ° C na paru 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 potrebné na premenu pary 100 ° C na paru 150 ° C = 2612,5
Krok 6: Nájdite celkovú tepelnú energiu
teplo_Celkom = Teplo_{Krok 1} + Teplo_{Krok 2} + Teplo_{Krok 3} + Teplo_{Krok 4} + Teplo_{Krok 5}
teplo_Celkom = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
teplo_Celkom = 78360 J
odpoveď:
Teplo potrebné na premenu 25 gramov ľadu -10 ° C na paru 150 ° C je 78360 J alebo 78,36 kJ.