1. Smälta isen :För att smälta 12,5 gram is vid 0 grader Celsius måste vi tillhandahålla den latenta fusionsvärmen. Den latenta smältvärmen för vatten är 80 kalorier per gram. Därför är mängden kalorier som krävs för att smälta isen:
$$ Q_1 =mL_f =(12,5 \text{ g}) \times (80 \text{ cal/g}) =1000 \text{ cal} $$
2. Uppvärmning av vattnet från 0 grader Celsius till 100 grader Celsius :När isen har smält måste vi värma det resulterande vattnet från 0 grader Celsius till 100 grader Celsius. Den specifika värmekapaciteten för vatten är 1 kalori per gram per grad Celsius. Därför är mängden kalorier som krävs för att höja temperaturen på vattnet:
$$ Q_2 =mc_p \Delta T =(12,5 \text{ g}) \times (1 \text{ cal/g°C}) \times (100 °C) =1250 \text{ cal} $$
3. Omvandla vattnet till ånga :För att omvandla vattnet vid 100 grader Celsius till ånga måste vi tillhandahålla latent förångningsvärme. Den latenta förångningsvärmen för vatten är 540 kalorier per gram. Därför är mängden kalorier som krävs för att förånga vattnet:
$$ Q_3 =mL_v =(12,5 \text{ g}) \times (540 \text{ cal/g}) =6750 \text{ cal} $$
4. Totalt antal kalorier som krävs :Det totala antalet kalorier som behövs för att omvandla 12,5 gram is vid 0 grader Celsius till ånga vid 100 grader Celsius är summan av de kalorier som krävs för varje steg:
$$ Q_{total} =Q_1 + Q_2 + Q_3 =1000 \text{ cal} + 1250 \text{ cal} + 6750 \text{ cal} =\boxed{9000 \text{ cal}} $$
Därför behövs 9000 kalorier för att omvandla 12,5 gram is vid 0 grader Celsius till ånga vid 100 grader Celsius.
