Fysiikka (K2000, 4) ? Nerot?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

4. Termospullossa on 0,60 kg vettä, jonka lämpötila on 25º. Pulloon kaadetaan 0,41 kg jääpaloja, joiden lämpötila on -8,0º, ja sekoitetaan. Kuinka paljon jäätä jää sulamatta?
Kuinka pitkän ajan kuluttua jää on kokonaan sulanut, kun ympäristöstä siirtyy pulloon lämpövirta 11 kJ/h? Termospullon lämpökapasiteetti on 0,15 kJ/ºC.

Vastaukset:

# Jäätä jäi sulamatta 0,23 kg.
# Jään sulaminen kesti 7 h.

Juu eli mulla olis tällanen ongelma. Jos joku vois kertoa tyhmälle tytölle miten lasketaan (: ? Kiitos.

Kommentit (3)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26906
Liittynyt16.3.2005
phen11
4. Termospullossa on 0,60 kg vettä, jonka lämpötila on 25º. Pulloon kaadetaan 0,41 kg jääpaloja, joiden lämpötila on -8,0º, ja sekoitetaan. Kuinka paljon jäätä jää sulamatta?
Kuinka pitkän ajan kuluttua jää on kokonaan sulanut, kun ympäristöstä siirtyy pulloon lämpövirta 11 kJ/h? Termospullon lämpökapasiteetti on 0,15 kJ/ºC.

Tehtävänannon perusteella voidaan olettaa, että lopussa meillä on jäätä vedessä. Sellaisen systeemin lämpötila on veden sulamispiste, 0 C. Lasketaan ensin, paljonko lämpöenergiaa saadaan kun pullossa oleva vesi ja itse pullo jäähtyvät 0 asteeseen. Sillä lämpöenergialla lämmitetään ensin jää 0 asteiseksi ja sitten sulatetaan jäätä. Jos nyt vastaukseksi tulisi, että sulaneen jään määrä on negatiivinen, se merkitsisi että tekemämme oletus systeemin tilasta olisi väärä. Silloin veden lämpöenergia ei riittäisi lämmittämään jäätä 0 asteiseksi, vaan kylmä jää jäädyttäisi osan pullon vedestä lämmetessään 0-asteiseksi. Tai jos vastaukseksi saadaan, että jäätä sulee enemmän kuin vitä on, tarkoittaa se sitä, että kaikki jää sulaa ja sen jälkeen systeemi ei enää jäähdy. Lämpötila saadaan ylijäämäenergiasta sulamisen jälkeen ja kokonaismassasta.

Toiseen kohtaan lasketaan, kuinka paljon tuon jäljelle jääneen jään sulaminen vaatii lämpöenergiaa. Aika saadaan yksinkertaisesti jakamalla energian suuruus aikayksikössä siirtyvän energian määrällä.

Vierailija

Eli tähän asti osasin tehdä:

Q1 = 25° C vesi jäähtyy 0°C vedeksi + termospullo jäähtyy 0°C :seen
Lasku:
Q1 = cvesi * mvesi * (T298K - T273K) + Ctermospullo * (T298K - T273K) = 4,19 kJ/(kg * K) * 0,60 kg * 25K + 0,15 kJ *25K= 66.6 kJ

Q2 = 0° jää sulaa 0°vedeksi
Lasku:
Q2 = s*mjää = 333 kJ/kg * 0,41 kg = 136,53 kJ

Q3= -8,0°C jää lämpenee 0° jääksi
Lasku:
Q3 = cjää * mjää * (T281K - T273K) = 2,09 kJ/(kg * K) * 0,41kg * 8K = 6,8552 kJ

Q2+Q3 = 143,3852 kJ
143,3852 kJ – 66,6 kJ = 76,7852 kJ
76,7852 kJ ÷ 11 kJ / h = 6,98047... ≈ 7h

[size=150:1jexqxsr]Mutta kuinka paljon jäätä jää sulamatta??? Se jäi vielä hämäräksi...[/size:1jexqxsr]

Uusimmat

Suosituimmat