حساب الطاقة اللازمة لتحويل الجليد إلى البخار
ما هي الحرارة المطلوبة في الجول لتحويل 25 جرامًا من -10 درجة مئوية إلى بخار 150 درجة مئوية؟
معلومات مفيدة:
حرارة اندماج الماء = 334 جول / جم
حرارة تبخير الماء = 2257 جول / جم
الحرارة النوعية للجليد = 2.09 جول / جرام درجة مئوية
حرارة نوعية للماء = 4.18 جول / جم درجة مئوية
الحرارة النوعية للبخار = 2.09 جول / جرام درجة مئوية
المحلول:
إجمالي الطاقة المطلوبة هو مجموع الطاقة لتسخين الجليد -10 درجة مئوية إلى الجليد 0 درجة مئوية ، إذابة الجليد في درجة حرارة 0 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية ماء ، تسخين الماء إلى 100 درجة مئوية ، تحويل 100 درجة مئوية ماء إلى بخار 100 درجة مئوية وتسخين البخار إلى 150 درجة مئوية. للحصول على القيمة النهائية ، قم أولاً بحساب قيم الطاقة الفردية ثم جمعها.
الخطوة 1: الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة الجليد من -10 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية استخدم الصيغة
س = ماك
أين
س = الطاقة الحرارية
م = الكتلة
ج = حرارة نوعية
= التغير في درجة الحرارة
ف = (25 جم) × (2.09 جول / جم درجة مئوية) [(0 درجة مئوية - -10 درجة مئوية)]
ف = (25 جم) × (2.09 جول / جم · درجة مئوية) × (10 درجة مئوية)
س = 522.5 ج
الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة الجليد من -10 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية = 522.5 جول
الخطوة 2: الحرارة المطلوبة لتحويل 0 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية ماء
استخدم الصيغة للحرارة:
س = م
أين
س = الطاقة الحرارية
م = الكتلة
= حرارة الانصهار
س = (25 جم) × (3 جول / جم)
س = 8350 ج
الحرارة المطلوبة لتحويل 0 درجة مئوية جليد إلى 0 درجة مئوية ماء = 8350 جول
الخطوه 3: الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة الماء من 0 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية
س = ماك
ف = (25 جم) × (4.18 جول / جم درجة مئوية) [(100 درجة مئوية - 0 درجة مئوية)]
ف = (25 جم) × (4.18 جول / جم درجة مئوية) × (100 درجة مئوية)
س = 10450 ج
الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة الماء من 0 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية من الماء = 10450 جول
الخطوة الرابعة: الحرارة المطلوبة لتحويل 100 درجة مئوية إلى بخار 100 درجة مئوية
س = م الخامس
أين
س = طاقة حرارية
م = الكتلة
الخامس = حرارة التبخر
س = (25 جم)( جول / جم)
س = 56425 ج
الحرارة المطلوبة لتحويل 100 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية بخار = 56425
الخطوة الخامسة: الحرارة المطلوبة لتحويل بخار 100 درجة مئوية إلى بخار 150 درجة مئوية
س = ماك
ف = (25 جم) × (2.09 جول / جم درجة مئوية) [(150 درجة مئوية - 100 درجة مئوية)]
ف = (25 جم) ; (جول / جم ; درجة مئوية)( درجة مئوية)
س = 2612.5 ج
الحرارة المطلوبة لتحويل بخار 100 درجة مئوية إلى بخار 150 درجة مئوية = 2612.5
الخطوة السادسة: ابحث عن إجمالي الطاقة الحرارية
الحرارةمجموع = الحرارةالخطوة 1 + الحرارةالخطوة 2 + الحرارةالخطوه 3 + الحرارةالخطوة 4 + الحرارةالخطوة الخامسة
الحرارةمجموع = 522.5 جول + 8350 جول + 10450 جول + 56425 جول + 2612.5 جول
الحرارةمجموع = 78360 ج
إجابة:
الحرارة المطلوبة لتحويل 25 جرامًا من -10 درجة مئوية إلى بخار 150 درجة مئوية هي 78360 جول أو 78.36 كيلوجول.