För att lösa detta behöver vi lite mer information. Här är en uppdelning av vad som behövs:
1. Fusionsvärmen:
* Vi måste känna till fusionens värme (även kallad entalpi av fusion) för det fasta ämnet. Detta är den mängd energi som krävs för att smälta ett gram av ämnet vid dess smältpunkt.
* Detta värde mäts vanligtvis i enheter av joules per gram (j/g).
2. Vattenens initiala och slutliga temperaturer:
* Vi måste känna till den initiala temperaturen av de 400 gram vatten.
* Vi måste också känna till sluttemperaturen av vattnet efter det fasta ämnet smälter och når termisk jämvikt.
Så här närmar man problemet:
1. Beräkna värmen som absorberas av det fasta ämnet för att smälta:
* Multiplicera massan av det fasta ämnet (200 gram) med sin fusionsvärme. Detta ger dig den totala energin som krävs för att smälta det fasta ämnet.
2. Beräkna värmen som absorberas av vattnet:
* Värmen som absorberas av vattnet är lika med värmen som frigörs av det smältande fasta ämnet.
* Använd formeln:q =mcΔt, där:
* Q är värmen absorberas (eller släpps)
* m är massan på vattnet (400 gram)
* C är den specifika värmekapaciteten för vatten (ungefär 4,184 j/g ° C)
* ΔT är förändringen i temperaturen på vattnet (slutlig temperatur - initial temperatur)
3. Lös för den slutliga temperaturen på vattnet:
* Du får värmen absorberas av vattnet från steg 2. Anslut de kända värdena för massa, specifik värme och initial temperatur i formeln Q =MCΔT och lösa för ΔT.
* Tillsätt ΔT till den initiala temperaturen på vattnet för att hitta den slutliga temperaturen.
Exempel:
Låt oss anta att det fasta ämnet är is, och dess fusionsvärme är 334 j/g. Låt oss också säga att den initiala temperaturen på vattnet är 20 ° C.
1. Värme som absorberas av is för att smälta:
* 200 gram * 334 j/g =66 800 j
2. Värme absorberad av vatten:
* 66 800 J =400 gram * 4,184 J/g ° C * ΔT
3. Slutlig temperatur:
* ΔT =66 800 J / (400 gram * 4,184 J / g ° C) ≈ 39,9 ° C
* Slutlig temperatur =20 ° C + 39,9 ° C ≈ 59,9 ° C
Kom ihåg: Detta är ett förenklat exempel. I verkliga situationer skulle du behöva ta hänsyn till faktorer som värmeförlust till omgivningen och den specifika värmekapaciteten för själva kalorimetern.
