Ile ciepła należy dostarczyć 3 kg lodu o temperaturze -10° C aby zmienić je w parę o temperaturze 150° C

Odpowiedź :

Kostkę należy ogrzać do temperatury topnienia (Q₁) i stopić (Q₂). Powstałą wodę ogrzać do temperatury wrzenia (Q₃) i odparować (Q₄), a powstałą parę ogrzać (Q₅). Ciepło całkowite jest sumą z poszczególnych etapów.

Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

Potrzebne dane odczytujemy z tablic

Ciepło właściwe

cwl=2100 J/(kg K)  lodu

cww=4200 J/(kg K)  wody

cwp=1970 J/(kg K)  pary wodnej

Ciepło topnienia lodu

ctl=334 kJ/kg

Ciepło parowania wody

cpw=2260 kJ/kg

[tex]Q_1=c_{wl}*m*\Delta T=2100 \ [\frac{J}{kg \ ^{\circ}C}]*3 \ [kg]*10 \ [^{\circ}C]=63 \ 000 \ J[/tex]

[tex]Q_2=c_{tl}*m=334 \ 000 \ [\frac{J}{kg}]*3 \ [kg]=1 \ 002 \ 000 \ J[/tex]

[tex]Q_3=c_{ww}*m*\Delta T=4200 \ [\frac{J}{kg \ ^{\circ}C}]*3 \ [kg]*100 \ [^{\circ}C]=1 \ 260 \ 000 \ J[/tex]

[tex]Q_4=c_{pw}*m=2 \ 260 \ 000 \ [\frac{J}{kg}]*3 \ [kg]=6 \ 780 \ 000 \ J[/tex]

[tex]Q_=c_{wp}*m*\Delta T=1970 \ [\frac{J}{kg \ ^{\circ}C}]*3 \ [kg]*50 \ [^{\circ}C]=295 \ 500 \ J[/tex]

[tex]Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4+Q_5=63 \ 000+1 \ 002 \ 000+1 \ 260 \ 000+6 \ 780 \ 000+295 \ 500=9 \ 400 \ 500 \ J\approx9400 \ kJ=9,4 \ MJ[/tex]