Bereken de benodigde energie om ijs in stoom te veranderen

Wat is de hitte in Joules die nodig is om 25 gram ijs van -10 ° C om te zetten in stoom van 150 ° C?
Bruikbare informatie:
smeltwarmte van water = 334 J / g
verdampingswarmte van water = 2257 J / g
soortelijke warmte van ijs = 2,09 J / g · ° C
soortelijke warmte water = 4,18 J / g · ° C
specifieke stoomwarmte = 2,09 J / g · ° C
Oplossing:
De totale benodigde energie is de som van de energie om het ijs van -10 ° C tot 0 ° C te verwarmen, waardoor het ijs van 0 ° C smelt 0 ° C water, verwarming van het water tot 100 ° C, omzetting van 100 ° C water in 100 ° C stoom en verwarming van de stoom tot 150 ° C. Om de definitieve waarde te krijgen, berekent u eerst de individuele energiewaarden en telt u ze op.
Stap 1: Benodigde warmte om de temperatuur van ijs te verhogen van -10 ° C naar 0 ° C Gebruik de formule
q = mcAT
waar
q = warmte-energie
m = massa
c = specifieke hitte
ΔT = temperatuurverandering
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
Warmte vereist om de temperatuur van ijs te verhogen van -10 ° C tot 0 ° C = 522,5 J

Stap 2: Warmte vereist om ijs van 0 ° C om te zetten in water van 0 ° C
Gebruik de formule voor warmte:
q = m · ΔH_f
waar
q = warmte-energie
m = massa
ΔH_f = smeltwarmte
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Benodigde warmte om ijs van 0 ° C om te zetten in water van 0 ° C = 8350 J
Stap 3: Warmte vereist om de temperatuur van 0 ° C water te verhogen tot 100 ° C water
q = mcAT
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
Warmte vereist om de temperatuur van 0 ° C water te verhogen tot 100 ° C water = 10450 J
Stap 4: Warmte vereist om water van 100 ° C om te zetten in stoom van 100 ° C
q = m · ΔH_v
waar
q = Warmte energie
m = massa
ΔH_v = verdampingswarmte
q = (25 g) x (2257 J / g)
q = 56425 J
Warmte vereist om water van 100 ° C om te zetten in stoom van 100 ° C = 56425
Stap 5: Warmte vereist om stoom van 100 ° C om te zetten in stoom van 150 ° C
q = mcAT
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
Warmte vereist om stoom van 100 ° C om te zetten in stoom van 150 ° C = 2612,5
Stap 6: Vind totale warmte-energie
Warmte_Totaal = Warmte_{Stap 1} + Warmte_{Stap 2} + Warmte_{Stap 3} + Warmte_{Stap 4} + Warmte_{Stap 5}
Warmte_Totaal = 522.5 J + 8350 J + 10450 J + 56425 J + 2612.5 J
Warmte_Totaal = 78360 J
Antwoord:
De benodigde warmte om 25 gram ijs van -10 ° C om te zetten in stoom van 150 ° C is 78360 J of 78,36 kJ.