Question

2.Un bloc de gheață cu masa m= 10 kg și temperatura t1= -10 ̊ C trebuie transformat integral in
aburi la 100 ̊ C. Cunoscând cg=2090 J/Kg K ;ca=4185 J/ Kg K ; ƛ top= 330 10³ J/Kg și
ƛ vap=2300 10³ J/Kg și neglijând pierderile de căldură cu exteriorul, calculați căldura necesară.

Answer 1

Răspuns: Caldura absorbita = 30 694 000 J

Explicație:

Caldura necesara poate fi impartita in mai multe " transe", fiecare pentru cate-o transformare termica :

1. gheata se incalzeste pana la 0°C

Q₁ = mcΔt

      m = 10 kg

      c = 2090 J/kg°

     Δt = t final - t initial = 0° - ( -10°) = 0 + 10 = 10°

Q₁ = 10 kg x 2090 J /kg° x 10° = 209 000 J

2. Gheata ajunsa la 0°C se topeste. Preia caldura si nu se incalzeste, doar se transforma in apa:

Q₂ = mλ

        m = 10 kg

        λ = 330 000 J /kg  

Q₂ = 10 kg x 330 000 J/kg = 3 300 000  J

3. Cele 10 kg de apa rezultate in urma topirii se incalzesc de la 0° la 100° si absorb caldura Q₃

Q₃ = mcΔt

       m = 10 kg

        c = 4185 J/kg°

        Δt  = 100°C - 0°C = 100°

Q₃ = 10 kg x 4185 J /kg° x 100° = 4 185 000 J  

4. Apa ajunsa la 100° incepe sa se transforme in vapori. Pesntru aceasta are nevoie de caldura de vaporizare Q₄

Q₄ = mλ

        m = 10 kg

        λ vaporizare = 2300 000 J /kg

Q₄ = 10 kg x 2 300 000 J/kg = 23 000 000 J

Caldura totala preluata de gheata pana ajunge in stare de vapori este

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄

  209 000 J + 3 300 000  J +4 185 000 J  +  23 000 000 J = 30 694 000 J