Izračunajte potrebno energijo za pretvorbo ledu v paro

Kolikšna je toplota v Joulesu potrebna za pretvorbo 25 gramov ledu -10 ° C v 150 ° C pare?
Koristne informacije:
toplota zlivanja vode = 334 J / g
toplota uparjanja vode = 2257 J / g
specifična toplota ledu = 2,09 J / g · ° C
specifična toplota vode = 4,18 J / g · ° C
specifična toplota pare = 2,09 J / g · ° C
Rešitev:
Skupna potrebna energija je vsota energije za segrevanje ledu od -10 ° C do ledu 0 ° C, taljenja ledu 0 ° C v 0 ° C vode, ogrevanje vode na 100 ° C, pretvarjanje vode 100 ° C v 100 ° C pare in segrevanje pare na 150 ° C. Če želite dobiti končno vrednost, najprej izračunajte posamezne vrednosti energije in jih nato seštejte.
Korak 1: Potrebna toplota za zvišanje temperature ledu z -10 ° C na 0 ° C Uporabite formulo
q = mcΔT
kje
q = toplotna energija
m = masa
c = Specifična toplota
ΔT = sprememba temperature
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
Potrebna je toplota za zvišanje temperature ledu z -10 ° C na 0 ° C = 522,5 J
2. korak:

Potrebna je toplota za pretvorbo 0 ° C ledu v 0 ° C vode
Uporabite formulo za toploto:
q = m · ΔH_f
kje
q = toplotna energija
m = masa
ΔH_f = toplina fuzije
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Potrebna je toplota za pretvorbo 0 ° C ledu v 0 ° C vode = 8350 J
3. korak: Potrebna je toplota za zvišanje temperature z 0 ° C na 100 ° C
q = mcΔT
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
Potrebna je toplota za dvig temperature vode od 0 ° C na 100 ° C = 10450 J
4. korak: Potrebna je toplota za pretvorbo 100 ° C vode v 100 ° C pare
q = m · ΔH_v
kje
q = toplotna energija
m = masa
ΔH_v = toplota uparjanja
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Toplota, potrebna za pretvorbo vode 100 ° C v 100 ° C pare = 56425
5. korak: Potrebna je toplota za pretvorbo 100 ° C pare v 150 ° C pare
q = mcΔT
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
Potrebna toplota za pretvorbo 100 ° C pare v 150 ° C pare = 2612,5
6. korak: Poiščite skupno toplotno energijo
Vročina_Skupaj = Toplota_{Korak 1} + Toplota_{2. korak} + Toplota_{3. korak} + Toplota_{4. korak} + Toplota_{5. korak}
Vročina_Skupaj = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
Vročina_Skupaj = 78360 J
Odgovor:
Toplota, potrebna za pretvorbo 25 gramov ledu -10 ° C v 150 ° C pare, je 78360 J ali 78,36 kJ.