led parní problém je klasické tepelné energie domácí úkol. Tím se načrtnou kroky nezbytné k dokončení tohoto problému a navázání na problém s fungujícím příkladem.

množství tepla, potřebné ke zvýšení teploty materiálu je úměrná hmotnosti nebo množství materiálu a velikost změny teploty.

rovnice nejčastěji spojován s teplem potřeba, je

Q = mcΔT

, kde
Q = Tepelná energie
m = hmotnost
c = měrné teplo
ΔT = změna teploty = (Tfinal – Tinitial)

dobrý způsob, jak si pamatovat tento vzorec je Q = „je kočka“.

můžete si všimnout, že pokud je konečná teplota nižší než počáteční teplota, bude teplo záporné. To znamená, že jak se materiál ochladí, materiál ztrácí energii.

tato rovnice platí pouze tehdy, pokud materiál nikdy nezmění fázi při změně teploty. Pro změnu z pevné látky na kapalinu a při změně kapaliny na plyn je zapotřebí další teplo. Tyto dvě hodnoty tepla jsou známé jako teplo fúze (pevná látka ↔ kapalina) a teplo odpařování(kapalina ↔ plyn). Vzorce pro tyto ohřívá se

Q = m · ΔHf
a
Q = m · ΔHv

, kde
Q = Tepelná energie
m = hmotnost
ΔHf = teplo tání
ΔHv = teplo odpařování

celkem teplo je součtem všech jednotlivých tepelných změnit kroky.

pojďme to uvést do praxe s tímto problémem s ledem na páru.

problém s ledem na páru

otázka: kolik tepla je zapotřebí k přeměně 200 gramů ledu -25 °C na páru 150 °C?
Užitečných informací:
měrné teplo ledu = 2.06 J/g°C
Specifické teplo vody = 4.19 J/g°C
Specifické teplo páry = 2.03 J/g°C
Teplo tání vody ΔHf = 334 J/g
teplota Tání vody = 0 °C
Teplo odpařování vody ΔHv = 2257 J/g
bod Varu vody = 100 °C,

Řešení: Ohřev studené led horkou párou vyžaduje pět odlišných kroků:

1. Tepelné -25 °C led 0 °C led
2. Tání 0 °C plná ledu na 0 °C kapalné vody
3. Teplo 0 °C voda 100 °C vody
4. Varu 100 °C kapalná voda do 100 °C plynné páry
5. Teplo 100 °C pára do 150 °C páry

Krok 1: Teplo -25 °C led 0 °C led.

rovnici používat pro tento krok je „je kočka“

Q1 = mcΔT

, kde
m = 200 g,
c = 2.06 J/g°C
Tinitial = -25 °C
Tfinal = 0 °C,

ΔT = (Tfinal – Tinitial)
ΔT = (0 °C – (-25 °C))
ΔT = 25 °C

Q1 = mcΔT
Q1 = (200 g) · (2.06 J/g°C) · (25 °C)
Q1 = 10300 J

Krok 2: Tání 0 °C plná ledu na 0 °C kapalné vody.

rovnice, která se má použít, je rovnice tepla fúzního tepla:

Q2 = m · ΔHf
, kde
m = 200 g
ΔHf = 334 J/g
Q2 = m · ΔHf
Q2 = 200 · 334 J/g
Q2 = 66800 J

Krok 3: Teplo 0 °C voda 100 °C vody.

použitá rovnice je opět“ em cat“.

Q3 = mcΔT

, kde
m = 200 g,
c = 4.19 J/g°C
Tinitial = 0 °C
Tfinal = 100 °C,

ΔT = (Tfinal – Tinitial)
ΔT = (100 °C – 0 °C)
ΔT = 100 °C,

Q3 = mcΔT
Q3 = (200 g) · (4.19 J/g°C) · (100 °C)
Q3 = 83800 J

Krok 4: Varu 100 °C kapalná voda do 100 °C plynné páry.

Tato rovnice použít, je Teplo Výparné teplo rovnice:

Q4 = m · ΔHv

, kde
m = 200 g
ΔHv = 2257 J/g

Q4 = m · ΔHf
Q4 = 200 · 2257 J/g
Q4 = 451400 J

Krok 5: Teplo 100 °C pára do 150 °C v páru,

ještě Jednou, „je kočka“ vzorec je ten, který chcete použít.

Q5 = mcΔT

, kde
m = 200 g,
c = 2.03 J/g°C
Tinitial = 100 °C
Tfinal = 150 °C,

ΔT = (Tfinal – Tinitial)
ΔT = (150 °C – 100 °C)
ΔT = 50 °C,

Q5 = mcΔT
Q5 = (200 g) · (2.03 J / g°C) * (50 °C)
Q5 = 20300 J

Najděte celkové teplo

Chcete-li zjistit celkové teplo tohoto procesu, přidejte všechny jednotlivé části dohromady.

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
Qtotal = 10300 J + 66800 J + 83800 J + 4514400 J + 20300 J
Qtotal = 632600 J = 632.6 kJ

Odpověď: teplo potřebné k převedení 200 g -25 °C led do 150 °C pára je 632600 Joulů nebo 632.6 kilojoulů.

hlavním bodem pro zapamatování tohoto typu problému je použití „em cat“ pro části, kde nedochází ke změně fáze. Při přechodu z pevné látky na kapalinu použijte rovnici tepla fúze (tekuté pojistky na pevnou látku). Při přechodu z kapaliny na plyn použijte teplo odpařování(kapalina se odpařuje).

dalším bodem, který je třeba mít na paměti, je, že tepelné energie jsou při chlazení negativní. Ohřev materiálu znamená přidání energie do materiálu. Chlazení materiálu znamená, že materiál ztrácí energii. Nezapomeňte sledovat vaše znamení.

problémy s příklady tepla a energie

Pokud potřebujete více příkladů, jako je tento, nezapomeňte se podívat na naše další problémy s příklady tepla a energie.

specifický příklad tepla problém
teplo z fúze příklad problém
teplo z odpařování příklad problém
Ostatní fyzika příklad problémy
obecná fyzika pracoval příklad problémy