Molecole in un solido o un liquido sono tenute insieme da forze intermolecolari; superando queste forze e liberarsi di queste interazioni richiede energia. Fusione e vaporizzazione sono entrambi i processi endotermici, significato che sostanze assorbano calore dall'ambiente circostante come si sciolgono e come evaporano. Se assumiamo che la capacità termica dell'acqua è più o meno costante..--un'ipotesi abbastanza ragionevole oltre la gamma 0-100 gradi Celsius..--calcolare la quantità di calore che dobbiamo sciogliere un cubetto di ghiaccio e volatilizzarla è un problema abbastanza semplice.
Istruzioni
• Trovare la massa del blocco di ghiaccio che si desidera fondere e vaporizzare. Se stai lavorando questo problema come un'assegnazione per i compiti o un quiz, questo valore in genere avranno a voi.
• Moltiplicare la massa del blocco di ghiaccio (in chilogrammi) per il calore di fusione di acqua (in kilojoule per chilogrammo). Il calore di fusione è 334 kilojoule per chilogrammo. La vostra risposta sarà la quantità di energia necessaria per sciogliere il ghiaccio; le unità dovrebbero essere in kilojoule.
• Moltiplicare la massa dell'acqua di 4,184 Joule / kg Kelvin (il calore specifico dell'acqua) e di 100 gradi Kelvin (la differenza di temperatura tra il punto di congelamento dell'acqua e il punto di ebollizione). La vostra risposta sarà la quantità di energia necessaria per riscaldare il ghiaccio fuso al punto di ebollizione; le unità dovrebbero essere in kilojoule.
• Moltiplicare la massa dell'acqua di calore latente di vaporizzazione, 2257 kilojoule per chilogrammo. La risposta sarà la quantità di energia necessaria per vaporizzare l'acqua e sarà in kilojoule.
• Aggiungere i tre valori di insieme per ottenere la soluzione finale.
Consigli & Avvertenze
- Nota che stiamo assumendo il punto di ebollizione dell'acqua è 100 gradi Celsius, il punto di ebollizione dell'acqua a pressione atmosferica sul livello del mare (solitamente un'ipotesi abbastanza ragionevole). Se questo cambiamento fisico non avviene a pressione atmosferica, è possibile calcolare il punto di ebollizione di nuovo usando l'equazione di Clausius-Clayperon, ln P2/P1 = (dH / R) ((1/T1) - (1/T2)), dove R è la costante di gas ideale. Ebollizione si verifica quando la pressione di vapore del liquido è uguale alla pressione atmosferica..--quindi, se abbiamo impostato P2 uguale alla pressione atmosferica che possiamo trovare T2 se sappiamo già che il cambiamento di entalpia associato di vaporizzazione e la pressione di vapore a temperatura e un altro per la stessa sostanza.