Laske energia, jota tarvitaan jään muuttamiseen höyryksi

Mitä lämpöä tarvitaan jouleissa 25 gramman -10 ° C jää muuntamiseksi 150 ° C höyryksi?
Hyödyllistä tietoa:
veden sulamislämpö = 334 J / g
veden höyrystymislämpö = 2257 J / g
jään ominaislämpö = 2,09 J / g · ° C
veden ominaislämpö = 4,18 J / g · ° C
höyryn ominaislämpö = 2,09 J / g · ° C
Ratkaisu:
Tarvittava kokonaisenergia on energian summa, joka lämmitetään -10 ° C jäätä 0 ° C jääksi, sulattaen 0 ° C jään 0 ° C vettä, lämmittämällä vesi 100 ° C: seen, muuntamalla 100 ° C vesi 100 ° C höyryksi ja kuumentamalla höyry 150 ° C: seen. Lopullisen arvon saamiseksi laske ensin yksittäiset energia-arvot ja lisää sitten ne.
Vaihe 1: Lämpö, ​​jota tarvitaan jään lämpötilan nostamiseksi -10 ° C: sta 0 ° C: seen. Käytä kaavaa
q = mcΔT
missä
q = lämpöenergia
m = massa
c = ominaislämpö
ΔT = lämpötilan muutos
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
Lämpö, ​​jota tarvitaan jään lämpötilan nostamiseksi -10 ° C: sta 0 ° C: seen = 522,5 J
Vaihe 2: Lämpö tarvitaan 0 ° C: n jään muuntamiseksi 0 ° C: n veteen

Käytä lämpökaavaa:
q = m · AH_f
missä
q = lämpöenergia
m = massa
AH_f = sulamisen lämpö
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Lämpö tarvitaan 0 ° C: n jään muuntamiseksi 0 ° C: n vedeksi = 8350 J
Vaihe 3: Lämpö tarvitaan 0 ° C: n lämpötilan nostamiseksi 100 ° C: n veteen
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
Lämpö, ​​jota tarvitaan 0 ° C veden lämpötilan nostamiseksi 100 ° C veteen = 10450 J
Vaihe 4: Lämpö tarvitaan 100 ° C: n veden muuntamiseksi 100 ° C: n höyryksi
q = m · AH_v
missä
q = lämpöenergia
m = massa
AH_v = höyrystymislämpö
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Lämpö tarvitaan 100 ° C: n veden muuntamiseksi 100 ° C: n höyryksi = 56425
Vaihe 5: Lämpö tarvitaan 100 ° C: n höyryn muuttamiseksi 150 ° C: n höyryksi
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
Lämpö tarvitaan 100 ° C höyryn muuttamiseksi 150 ° C höyryksi = 2612,5
Vaihe 6: Löydä kokonaislämpöenergia
lämpö_{Kaikki yhteensä} = Lämpö_{Vaihe 1} + Lämpö_{Vaihe 2} + Lämpö_{Vaihe 3} + Lämpö_{Vaihe 4} + Lämpö_{Vaihe 5}
lämpö_{Kaikki yhteensä} = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J
lämpö_{Kaikki yhteensä} = 78360 J
Vastaus:
Lämpö, ​​joka tarvitaan muuttamaan 25 grammaa -10 ° C jäätä 150 ° C höyryksi, on 78360 J tai 78,36 kJ.