The ice to steam problem is a classic heat energy homework problem. Isto delineará os passos necessários para completar este problema e acompanhar um problema de exemplo trabalhado.a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um material é proporcional à massa ou quantidade do material e à magnitude da variação de temperatura.

A equação mais comumente associado com o calor necessário é

Q = mcΔT

, onde
Q = energia de Calor
m = massa
c = calor específico
ΔT = variação de temperatura = (Tfinal – Tinitial)

Uma boa maneira de lembrar que esta é a fórmula Q = “em gato”.pode notar que, se a temperatura final for inferior à temperatura inicial, o calor será negativo. Isto significa que, à medida que o material arrefece, a energia é perdida pelo material.esta equação só se aplica se o material nunca mudar de fase à medida que a temperatura muda. O calor adicional é necessário para mudar de um sólido para um líquido e quando um líquido é transformado em um gás. Estes dois valores de calor são conhecidos como o calor de fusão (sólido ↔ líquido) e calor de vaporização (líquido ↔ gás). As fórmulas para esses calores são

Q = m · ΔHf
e
Q = m · ΔHv

, onde
Q = energia de Calor
m = massa
ΔHf = calor de fusão
ΔHv = calor de vaporização

O calor total é a soma de tudo o que o indivíduo de calor, mudanças de etapas.vamos pôr isto na prática com este gelo a vapor.pergunta: quanto calor é necessário para converter 200 gramas de -25 °C de gelo em vapor de 150 ° C?informações úteis: calor específico do gelo = 2,06 J / G ° C calor específico da água = 4,19 J/G°C calor específico do vapor = 2.03 J/g°C
o Calor de fusão da água ΔHf = 334 J/g
ponto de Fusão da água = 0 °C
Calor de vaporização da água ΔHv = 2257 J/g
ponto de Ebulição da água = 100 °C

Solução: Aquecimento frio de gelo, vapor de água quente requer cinco etapas distintas:

1. Calor -25 °C gelo 0 °C gelo
2. Derreter 0 °C gelo sólido em 0 °C líquido de água
3. Calor De 0 °C água a 100 °C a água
4. Fervura A 100 °C em água líquida em 100 °C gasoso vapor
5. de Calor de 100 °C, o vapor de 150 °C a vapor

Passo 1: Calor -25 °C gelo 0 °C gelo.

A equação para usar para esta etapa é “em gato”

Q1 = mcΔT

, onde
m = 200 gramas
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

Passo 2: Derreta a 0 °C gelo sólido em 0 °C em água líquida.

a equação a utilizar é o calor da equação do calor de fusão:

Q2 = m · ΔHf
em que
m = 200 gramas
ΔHf = 334 J/g
Q2 = m · ΔHf
Q2 = 200 · 334 J/g
Q2 = 66800 J

Passo 3: Calor De 0 °C água a 100 °C a água.

a equação a usar é “em cat” novamente.

Q3 = mcΔT

, onde
m = 200 gramas
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
P3 = (200 g) · (4.19 J/g°C) · (100 °C)
Q3 = 83800 J

4 ° Passo: Fervura A 100 °C em água líquida em 100 °C gasoso vapor.

Neste momento, a equação para o uso é que o Calor de Vaporização calor equação:

P4 = m · ΔHv

, onde
m = 200 gramas
ΔHv = 2257 J/g

P4 = m · ΔHf
P4 = 200 · 2257 J/g
P4 = 451400 J

Passo 5: Calor de 100 °C, o vapor de 150 °C a vapor

mais uma Vez, o “gato em” a fórmula é o único a usar.

P5 = mcΔT

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

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

P5 = mcΔT
P5 = (200 g) · (2.03 J / g°C · * (50 ° C)
Q5 = 20300 J

Encontre o calor total

para encontrar o calor total deste processo, adicione todas as partes individuais juntas.

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

Resposta: O calor necessário para converter 200 gramas de -25 °C gelo em 150 °C vapor é 632600 Joules ou 632.6 kj.

O ponto principal a lembrar com este tipo de problema é usar o “em cat” para as partes onde nenhuma mudança de fase ocorre. Utilizar o calor da equação de fusão quando mudar de sólido para líquido (Fusíveis líquidos para sólido). Use o calor de vaporização ao mudar de líquido para gás (vaporiza líquido).

outro ponto a ter em mente é que as energias de calor são negativas quando o resfriamento. Aquecimento de um material significa a adição de energia ao material. Resfriamento de um material significa que o material perde energia. Cuidado com os sinais.

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