Faktorer som påverkar energianvändningen:
* Starttemperatur: Ju varmare vattnet är till att börja med, desto mer energi behövs för att kyla ner det till fryspunkten (0 ° C eller 32 ° F).
* Mängden vatten: Uppenbarligen kräver mer vatten mer energi för att frysa.
* frysmetod: Olika frysmetoder (som ett kylskåp kontra en frys) har olika energieffektivitet.
Låt oss bryta ner det:
1. Kyl vattnet: Den energi som behövs för att kyla vatten från starttemperaturen till 0 ° C beräknas med användning av den specifika värmekapaciteten för vatten.
2. Fryser vattnet: En gång vid 0 ° C krävs ytterligare energi för att ändra vattnet från vätska till fast (is). Denna energi kallas den latenta fusionens värme.
Formel för beräkning av energi:
* Energi (q) =massa (m) × specifik värmekapacitet (c) × förändring i temperatur (ΔT) + massa (m) × latent fusionsvärme (LF)
Här är vad varje variabel betyder:
* m: Vattenmassa i gram (g)
* C: Specifik värmekapacitet för vatten (4.184 J/g ° C)
* Δt: Förändring av temperatur från starttemperaturen till 0 ° C (° C)
* lf: Latent fusion av vatten (334 j/g)
Exempel:
Låt oss säga att du vill frysa 500 gram vatten som börjar vid 20 ° C.
* Energi (q) =500 g × 4,184 J/g ° C × (20 ° C - 0 ° C) + 500 g × 334 J/g
* Energi (Q) =41,840 J + 167 000 J
* Energi (Q) =208,840 J
Därför skulle det ta cirka 208 840 joules energi för att frysa 500 gram vatten som börjar vid 20 ° C.
Viktig anmärkning: Denna beräkning beaktar endast den energi som behövs för den fysiska processen för frysning. Det tar inte hänsyn till energieffektiviteten hos frysen eller andra faktorer som värmeförlust till den omgivande miljön.
