Vraag # f9cc1

Antwoord:

Al het ijs is gesmolten en de uiteindelijke temperatuur van het water is # 100 ^ oC # met een kleine hoeveelheid stoom.

Uitleg:

Allereerst denk ik dat dit in de verkeerde sectie zit.

Ten tweede, je hebt misschien sommige gegevens verkeerd geïnterpreteerd die, als ze zijn gewijzigd, de manier van oplossen van de oefening kunnen veranderen. Controleer de onderstaande factoren:

Stel het volgende:

• De druk is atmosferisch.
• De 20 g bij # 100 ^ oC # is verzadigde stoom, GEEN water.
• De 60g bij # 0 ^ oC # is ijs, GEEN water.

(De eerste heeft slechts kleine numerieke wijzigingen, terwijl de 2e en 3e grote wijzigingen hebben)

Hier zijn verschillende scenario's voor. Stel dat ijs smelt en wordt omgezet in water. De sleutel hier is om te begrijpen dat als water van fase verandert (vast, vloeibaar, gas = ijs, water, stoom) de warmte wordt gegeven tijdens de overgang zal de temperatuur niet verhogen. Deze warmte wordt de latente warmte genoemd.

IJs zal daarom wat energie verbruiken om te smelten (smeltende latente warmte).

Stoom verbruikt wat energie om te verdampen (kokende latente warmte).

Daarom, als we als referentietemperatuur nemen # T_0 = 0 ^ oC # (zoals veel technische tabellen en handleidingen doen) ijs heeft een negatieve warmtewijziging en stoom heeft een positieve warmtewijziging. Daarom zal de uiteindelijke energie gelijk zijn aan:

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

• Ijs # ΔΗ_ (i) #

Volgens The Engineering Toolbox - Latent Heats of Melting, is de smeltende latente warmte gelijk aan # 334 (kJ) / (kg) # Maar voor 20 gram:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0.060kg = 20.04kJ #

Dat betekent dat als ALLE ijs is gesmolten, dan is 6,68 kJ nodig.

• Stoom # ΔΗ_ (s) #

Volgens The Enginnering Toolbox - Steam Properties, de totale hitte van de stoom als het kookt # 100 ^ oC # is # 2675.43 (kJ) / (kg) # Maar voor 60 gram:

# ΔΗ_ (s) = 2675.43 (kJ) / (kg) * 0.020kg = 53.51kJ #

• Laatste energie

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

# Q = 53,51-20,04 #

# Q = 33.47kJ #

Voor het totaal van # 20grams + 60 gram = 80 gram = 0,08 kg #:

# Q = 33,47 / 0,08 (kJ) / (kg) = 418,34 (kJ) / (kg) #

• Conclusie

De tabel in The Engin- ning Toolbox - Steam Properties zegt dat de maximale voelbare warmte van water zonder damp is # 417,51 (kJ) / (kg) # Omdat de laatste hitte (zelfs iets) groter is, kookt het water daarom # 100 ^ oC #. Het enige verschil met de eerste stoom was dat het verzadigd was (geen vloeibaar water), terwijl het nu meestal water is met een beetje stoom.