Termodynamiska definitioner: Is i vatten
I 0,316 kg vatten med temperaturen 5,0°C häller du ner is.
Systemet är isolerat från omgivningen. Antag att vattnets specifika värmekapacitet är 4,21 kJ/(kg·K). (Övriga materialdata för vatten hittar du i formelsamlingen).Vilken massa is skulle krävas för att vattnet ska frysa till (exakt) nollgradig is? Antag att isen har temperaturen -4,94°C och den specifika värmekapacitet är 2,04 kJ/(kg·K).
Jag har räknat Qva = 0,316kg*(4210J/kg*K)*-5 = - 6651,8J
Sen tar jag -6651,8J/(2040J/kg*K)*-4,94 men får typ ~0,5kg is. Men svaret ska vara runt 10kg..
Har löst uppgifter där is smälter men aldrig när vatten ska frysa, får inte till det.
När nollgradigt vatten fryser till nollgradig is, frigörs det en massa värme. Denna värme skall också användas för att värma is från -4,94°C till 0°C.
Smaragdalena skrev:När nollgradigt vatten fryser till nollgradig is, frigörs det en massa värme. Denna värme skall också användas för att värma is från -4,94°C till 0°C.
Så dessa 6651,8J ska användas för att värma isen till 0.
Q = m * ci * deltaT
-6651,8/2040*-4,94 = 0,6600579503kg. Så långt har jag kommit. Men vad har jag fått fram här, det är väl kvarstående isen när temperaturen har nått 0 om jag gissar rätt?
Men hur får jag fram massan som krävdes för att kyla ner vattnet till 0?
Hur mycket värme frigörs det när 0,316 kg vatten med temperaturen 0°C fryser till 0,316 kg is med temperaturen 0°C? Detta värme skall också användas för att värma is från temperaturen -4,94°C till 0°C .
Smaragdalena skrev:Hur mycket värme frigörs det när 0,316 kg vatten med temperaturen 0°C fryser till 0,316 kg is med temperaturen 0°C? Detta värme skall också användas för att värma is från temperaturen -4,94°C till 0°C .
Jo precis, jag fick -6651,8J = värmen som frigjordes när jag kylde vattnet. Eftersom det är slutet system så försvinner inte energin, och sätter jag in -6651,8J i Q2(is) för att få ut massan, så får jag 0,66kg, vilket är fel. Jag använde mig av (Q2is-6651,8J) = m(okänd) * Cis((2040J/kg*K)*deltaT(-4,94)
Vattnet skall inte bara svalna till temperaturen 0°C, vattnet skall frysa till is också. Det finnsen anledning till varför det står i uppgiften att "(Övriga materialdata för vatten hittar du i formelsamlingen)".
