Egy bárban van egy vödör jéggel, amelyben a jég egy része megolvadt. A csapos 20 gramm jégkockát tesz egy szigetelt pohárba, amely 100 gramm vizet tartalmaz 20 Celsius fokon. A jégkocka teljesen megolvad? Mekkora lesz a csészében lévő víz végső hőmérséklete?
Megoldás
Az anyag fajlagos hője (Sh) az a hőmennyiség, amely szükséges ahhoz, hogy 1 gramm anyag hőmérsékletét egy Celsius-fokkal megváltoztassa. Definíció szerint a víz fajhője 1,0, és ezt a hőmennyiséget a-nak nevezzük hő. A táplálkozási címkék kilokalóriákat jelentenek, amelyek 1000 kalóriának felelnek meg.
A probléma megoldható két részre osztva. 1) A jég megolvadásához szükséges energiamennyiség Wi × Hf, ahol Wi a jég súlya. 2) A jég megolvadásakor kapott 20 gramm vizet 0 ° C-tól, amely a jég hőmérséklete, a Tf végső hőmérsékletre kell felmelegíteni.
Hol
Wi = jégtömeg = 20g
Hf = fúziós hő = 80 kalória/gramm
Ww = víztömeg = 100g
Tf = végső hőmérséklet
Twi = kezdeti vízhőmérséklet = 20 ° C
Sh = fajlagos vízhő = 1,0 kalória/gramm/° C
ВїMekkora jég olvadhat el 100 g vízen 20 ° C-on? Az előző egyenlet felhasználásával, ahol a végső hőmérséklet 0 ° C, és a jég súlya nem ismert, a következőket tehetjük:
Az olvadni képes jég maximális mennyisége:
Ha a jég mennyisége meghaladja a 25 grammot, a többi egyszerűen 125 gramm vízben lebeg 0 ° C-on.
A Merk Index kilencedik kiadása a víz fúziós hőjét 1436 kcal/mol, a párolgási hő pedig 9717 kcal/mol értéket tartalmazza. Mivel a víz molekulatömege 18,016 g/mol, Hf = 79,71 cal/g és Hv = 539,35 cal/g.