Comprensione del processo
Questo processo prevede diversi passaggi:
1. Riscaldamento del ghiaccio: Sollevare la temperatura del ghiaccio da -30 ° C a 0 ° C.
2. Fusione del ghiaccio: Cambia il ghiaccio da solido a liquido (acqua) a 0 ° C.
3. Riscaldamento dell'acqua: Sollevare la temperatura dell'acqua da 0 ° C a 100 ° C.
4. bollendo l'acqua: Cambiare l'acqua da liquido in gas (vapore) a 100 ° C.
5. Riscaldamento al vapore: Sollevare la temperatura del vapore da 100 ° C a 140 ° C.
Costanti richieste
* Calore specifico del ghiaccio: C_ICE =2.1 J/G ° C
* Calore specifico dell'acqua: c_water =4.18 J/G ° C
* Calore specifico del vapore: C_STEAM =2.0 J/G ° C
* Calore della fusione del ghiaccio: L_f =334 j/g
* Calore della vaporizzazione dell'acqua: L_v =2260 j/g
Calcoli
1. Riscaldamento del ghiaccio:
* Q1 =(massa di ghiaccio) * (calore specifico del ghiaccio) * (cambio di temperatura)
* Q1 =80 g * 2.1 J/g ° C * (0 ° C - (-30 ° C)) =5040 J
2. Fusione del ghiaccio:
* Q2 =(massa di ghiaccio) * (calore della fusione del ghiaccio)
* Q2 =80 G * 334 J/G =26720 J
3. Riscaldamento dell'acqua:
* Q3 =(massa di acqua) * (calore specifico dell'acqua) * (variazione della temperatura)
* Q3 =80 g * 4.18 J/g ° C * (100 ° C - 0 ° C) =33440 J
4. bollendo l'acqua:
* Q4 =(massa di acqua) * (calore di vaporizzazione dell'acqua)
* Q4 =80 G * 2260 J/G =180800 J
5. Riscaldamento al vapore:
* Q5 =(massa di vapore) * (calore specifico del vapore) * (variazione della temperatura)
* Q5 =80 G * 2,0 J/G ° C * (140 ° C - 100 ° C) =6400 J
Energia totale
L'energia totale richiesta è la somma di tutte le singole energie:
* Energia totale =Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
* Energia totale =5040 J + 26720 J + 33440 J + 180800 J + 6400 J = 252400 J
Pertanto, sono necessari circa 252.400 joule di energia per cambiare 80 g di ghiaccio a -30 ° C per vapore a 140 ° C.
