isen til damp problemet er en klassisk varme energi lekser problem. Dette vil skissere trinnene som er nødvendige for å fullføre dette problemet og følge opp med et fungerende eksempelproblem.mengden varme som trengs for å øke temperaturen til et materiale, er proporsjonal med massen eller mengden av materialet og størrelsen på temperaturendringen.

ligningen som oftest forbindes med varmen som trengs er

Q = mcδ

hvor
Q = varmeenergi
m = masse
C = spesifikk varme
Δ = endring i temperatur = (Tfinal-Tinitial)

En god måte å huske denne formelen På Er Q = «em cat».

du kan legge Merke til at hvis den endelige temperaturen er lavere enn starttemperaturen, vil varmen være negativ. Dette betyr at når materialet avkjøles, går energi tapt av materialet.

denne ligningen gjelder bare hvis materialet aldri endrer fase når temperaturen endres. Ekstra varme er nødvendig for å skifte fra et fast stoff til en væske, og når en væske er endret til en gass. Disse to varmeverdiene er kjent som fusjonsvarmen (solid ↔ væske) og fordampningsvarmen (flytende ↔ gass). Formlene for disse heatene er

Q = m · ③hf
Og
Q = m · Δ

hvor
Q = varmeenergi
M = masse
Δ = fusjonsvarme

den totale varmen er summen av alle de individuelle varmebyttetrinnene.

La oss sette dette i praksis med dette ice to steam-problemet.

Is Til Damp problem

Spørsmål: Hvor mye varme er nødvendig for å konvertere 200 gram -25 °c is til 150 °c damp?
Nyttig informasjon:
Spesifikk varme av is = 2.06 j / g°c
Spesifikk varme av vann = 4.19 j / g°C
Spesifikk varme av damp = 2.03 J/g°C
Varme i en blanding av vann ΔHf = 334 J/g
smeltepunktet for vann = 0 °C
Varme dampfunksjon av vann ΔHv = 2257 J/g
Kokepunktet for vann = 100 °C

Løsning: Oppvarming av kald is til varm damp krever fem forskjellige trinnene:

1. Varme -25 °C is ved 0 °C is
2. Smelte 0 °C solid is til 0 °C væske-vann
3. Varme 0 °C vann til 100 °C vann
4. Kok 100 °C væske-vann til 100 °C i gassform steam
5. Varme 100 °C damp til 150 °C damp

Trinn 1: Varme -25 °C is ved 0 °C is.

ligningen til bruk for dette trinnet er «em-cat»

Q1 = mcΔT

der
m = 200 gram
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

Trinn 2: Smelte 0 °C solid is til 0 °C væske-vann.

ligningen som skal brukes er Varmen Av Fusjonsvarmeligning:

Q2 = m · ③hf
hvor
m = 200 gram
ΔHf = 334 j/g
Q2 = m · ΔHf
Q2 = 200 · 334 J / g
Q2 = 66800 j

Trinn 3: Varme 0 °C vann Til 100 °c vann.

ligningen som skal brukes er «em cat» igjen.

Q3 = mcΔT

der
m = 200 gram
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

Trinn 4: Kok 100 °C væske-vann til 100 °C i gassform steam.

denne gangen er ligningen å bruke Varmen Til Fordampningsvarmerligning:

Q4 = m · Δ

hvor
m = 200 gram
Δ = 2257 J/g

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

Trinn 5: varm 100 °c damp til 150 °c damp

igjen er «em cat» – formelen den som skal brukes.

5 = mcΔT

der
m = 200 gram
c = 2.03 J/g°C
Tinitial = 100 °C
Tfinal = 150 °C

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

5 = mcΔT
5 = (200 g) · (2.03 j / g°c) · (50 °C)
Q5 = 20300 j

Finn den totale varmen

for å finne den totale varmen i denne prosessen, legg alle de enkelte delene sammen.

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

Svar: varmen som trengs for å konvertere 200 gram -25 °c is til 150 °C Damp er 632600 joules Eller 632.6 Kilojoules.

hovedpunktet å huske med denne typen problem er å bruke «em cat» for de delene der ingen faseendring oppstår. Bruk Varmen Av Fusjonsligning når du bytter fra fast til flytende (flytende sikringer til et fast stoff). Bruk Fordampningsvarmen når du bytter fra væske til gass(flytende fordamper).

Et annet poeng å huske på er at varmeenergiene er negative når de avkjøles. Oppvarming av et materiale betyr å legge energi til materialet. Kjøling av et materiale betyr at materialet mister energi. Pass på å se på skiltene dine.

Varme Og Energi Eksempel Problemer

hvis du trenger flere eksempel problemer som dette, sørg for å sjekke ut våre andre varme og energi eksempel problemer.

Spesifikk Varme Eksempel Problem
Varme Fusjon Eksempel Problem
Varme Fordampning Eksempel Problem
Andre Fysikk Eksempel Problemer
Generell Fysikk Jobbet Eksempel Problemer