Berechnen Sie die Energie, die erforderlich ist, um Eis in Dampf umzuwandeln

Welche Wärme in Joule ist erforderlich, um 25 Gramm Eis von -10 ° C in Dampf von 150 ° C umzuwandeln?
Nützliche Informationen:
Schmelzwärme von Wasser = 334 J / g
Verdampfungswärme von Wasser = 2257 J / g
spezifische Wärme des Eises = 2,09 J / g · ° C.
spezifische Wärme von Wasser = 4,18 J / g · ° C.
spezifische Dampfwärme = 2,09 J / g · ° C.
Lösung:
Die insgesamt benötigte Energie ist die Summe der Energie, um das Eis bei -10 ° C auf 0 ° C zu erwärmen und das Eis bei 0 ° C zu schmelzen 0 ° C Wasser, Erhitzen des Wassers auf 100 ° C, Umwandeln von 100 ° C Wasser in 100 ° C Dampf und Erhitzen des Dampfes auf 150 ° C. Um den endgültigen Wert zu erhalten, berechnen Sie zuerst die einzelnen Energiewerte und addieren Sie sie dann.
Schritt 1: Wärme, die erforderlich ist, um die Eistemperatur von -10 ° C auf 0 ° C zu erhöhen. Verwenden Sie die Formel
q = mcΔT
wo
q = Wärmeenergie
m = Masse
c = spezifische Wärme
ΔT = Temperaturänderung
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.
Wärme, die erforderlich ist, um die Eistemperatur von -10 ° C auf 0 ° C zu erhöhen = 522,5 J.
Schritt 2: Wärme erforderlich, um 0 ° C Eis in 0 ° C Wasser umzuwandeln
Verwenden Sie die Formel für Wärme:
q = m · ΔH_f
wo
q = Wärmeenergie
m = Masse
ΔH_f = Schmelzwärme
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J.
Wärme, die erforderlich ist, um 0 ° C Eis in 0 ° C Wasser umzuwandeln = 8350 J.
Schritt 3: Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von 0 ° C Wasser auf 100 ° C Wasser zu erhöhen
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.
Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von 0 ° C Wasser auf 100 ° C Wasser zu erhöhen = 10450 J.
Schritt 4: Wärme, die benötigt wird, um 100 ° C Wasser in 100 ° C Dampf umzuwandeln
q = m · ΔH_v
wo
q = Wärmeenergie
m = Masse
ΔH_v = Verdampfungswärme
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J.
Wärme, die benötigt wird, um 100 ° C Wasser in 100 ° C Dampf umzuwandeln = 56425
Schritt 5: Erforderliche Wärme, um 100 ° C Dampf in 150 ° C Dampf umzuwandeln
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.
Erforderliche Wärme, um 100 ° C Dampf in 150 ° C Dampf umzuwandeln = 2612,5
Schritt 6: Finden Sie die gesamte Wärmeenergie
Hitze_Gesamt = Hitze_{Schritt 1} + Hitze_{Schritt 2} + Hitze_{Schritt 3} + Hitze_{Schritt 4} + Hitze_{Schritt 5}
Hitze_Gesamt = 522,5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612,5 J.
Hitze_Gesamt = 78360 J.
Antworten:
Die Wärme, die erforderlich ist, um 25 g Eis von -10 ° C in Dampf von 150 ° C umzuwandeln, beträgt 78360 J oder 78,36 kJ.