När 30 g is vid 0C blandas med 500 g vatten 45C i en järnbehållare 150 g massa och omrördes tills alla smälter temperatur samma vilken slutlig temperatur?

Science >> Vetenskap > >> Kemi

Så här löser du detta problem, som innebär värmeöverföring och fasförändringar:

1. Definiera variabler:

* m_ice: Ismassa =30 g

* m_water: Vattenmassa =500 g

* m_iron: Massa av järnbehållare =150 g

* t_ice: Initial temperatur på is =0 ° C

* t_water: Initial temperatur på vatten =45 ° C

* T_Final: Slutlig temperatur (vad vi vill hitta)

* l_fusion: Latent fusion av is =334 j/g

* c_water: Specifik värmekapacitet för vatten =4,18 J/(g ° C)

* c_iron: Specifik värmekapacitet för järn =0,45 J/(g ° C)

2. Ställ in värmebalansekvationen:

Den totala värmen som erhålls av isen (smältning och uppvärmning) måste vara lika med den totala värmen som förloras av vatten- och järnbehållaren när de svalnar:

* Värme som erhålls av is =Värme förlorad av vatten + värme förlorat med järn

3. Bryt ner värmevillkoren:

* Värme som erhållits av is:

* smältning: m_ice * l_fusion

* Uppvärmning: m_ice * c_water * (T_FINAL - T_ICE)

* Värme förlorat med vatten: m_water * c_water * (T_water - T_Final)

* Värme förlorat av järn: m_iron * c_iron * (t_water - t_fininal)

4. Anslut värdena och lösa:

(30 g * 334 J/g) + (30 g * 4.18 J/(g°C) * (T_final - 0°C)) =(500 g * 4.18 J/(g°C) * (45°C - T_final)) + (150 g * 0.45 J/(g°C) * (45°C - T_final))

5. Förenkla och lösa för T_Final:

* 10020 J + 125.4 J/° C * T_FINAL =9390 J - 2090 J/° C * T_FINAL + 3037.5 J - 67.5 J/° C * T_FINAL

* 2283 J/° C * T_FINAL =1578,5 J