Cieplny przepływ energii.
Aby stopić kostkę lodu i ogrzać wodę należy dostarczyć 8,59 kJ energii cieplnej.
Podczas ogrzewania kostki lodu oraz wody otrzymanej z tej kostki lodu zachodzą następujące procesy:
Ilość dostarczonego ciepła obliczamy ze wzoru:
[tex]Q=m*c_w*\Delta T[/tex]
ilość ciepła dostarczonego do stopienia lodu obliczamy ze wzoru:
[tex]Q=m*c_t[/tex]
Dane:
[tex]m=20g=0,02kg[/tex] masa kostki lodu
[tex]t_1=-5^0C[/tex] temperatura lodu
[tex]t=0^0C[/tex] temperatura topnienia lodu
[tex]t_2=20^0C[/tex] temperatura końcowa wody
[tex]c_w_1=2100\frac{J}{kg*^0C}[/tex] ciepło właściwe lodu
[tex]c_t=335000\frac{J}{kg}[/tex] ciepło topnienia lodu
[tex]c_w_2=4200\frac{J}{kg*^0C}[/tex] ciepło właściwe wody
[tex]Q\to szukane[/tex], całkowita ilość energii cieplnej
Obliczamy ilość ciepła dostarczonego do ogrzania kostki lodu do temperatury topnienia
[tex]Q_1=m*c_w_*(t-t_1)[/tex]
[tex]Q_1=0,02kg*2100\frac{J}{kg*^0C}*[0^0C-(-5^0C)]=210J[/tex]
Obliczamy ilość energii potrzebnej do stopienia kostki lodu
[tex]Q_2=m*c_t[/tex]
[tex]Q_2=0,02kg*335000\frac{J}{kg}=6700J[/tex]
Obliczamy ilość energii potrzebnej do ogrzania wody powstałej po stopieniu lodu do temperatury 20⁰C
[tex]Q_3=m*c_w_2*(t_2-t)[/tex]
[tex]Q_3=0,02kg*4200\frac{J}{kg*^0C}*(20^0C-0^0C)=1680J[/tex]
Obliczamy całkowitą ilość pobranej energii cieplnej
[tex]Q=Q_1+Q_2+Q_3[/tex]
[tex]Q=210J+6700J+1680J=8590J=8,59kJ[/tex]
