Fysik 1 Hur mycket is smälter?

Hej!

Jag håller på med den här frågan: En bägare med värmekapaciteten 80 J/K innehåller 0,2 kg vatten. Bägaren och vattnet har temperaturen 18 grader celsius. Vi lägger 0,050 kg is med temperaturen -15 grader celsius överst i bägaren. Undesök hur mycket is som smälter. Bortse från värme till och från omgivningen.

Jag har räknat ut energin $Q = m \times c \times ∆ T + C \times ∆ T$ och fått det till 16495,2 J. VJag förstår dock inte vilken energi har jag fått fram? Hur ska jag gå vidare för att ta reda på hur mycket is som kommer smälta?

Tack på förhand!

Det du har räknat ut tror jag är hur mycket energi somfrigörs när bägaren och vattnet svalnar till 0oc, men jag är inte säker, eftersom du inte berättar vilka värden du har satt in på m och ΔT.

Man kan anta (på grund av frågans formulering) att inte all is kommer att smälta, d v s att den energi som avges när bagaren och vattnet kallnar från +18^oC till 0oC är mindre än den energi som behövs för att värma isen från -15^oC till 0^oC. Hur mycket energi går det åt för att värma isen? Hur mycket energi finns det "över" när isen har blivit nollgradig men inte smält? Hur mycket is kan man smäta med den värmen?

För att smälta isen krävs 16700 J? Då antar jag att energin som blir över är 204,8 J. Stämmer det? Vad ska jag göra sedan?

Det ä rsvårt att hänga med i hur du tänkter, eftersom du bara slänger ur dig siffrorna i svaret utan att visa hur du har räknat. Gör så här istället:

c_is=2,1 kJ/kgK c_vatten=4,2kJ/kgK c_smält=333kJ/kg

Avgiven energi när bägaren och vattnet kallnar:

Q=m_vattenc_vattenΔT+CΔT=0,2kg*4,2(J/kg*K)*18K+80(J/K)*18K=16,5 kJ

Upptagen energi när isen värms till nollgradig:

Q=m_isc_isΔT=0,05kg*2,1*15=1,6 kJ

Det finns 14,9 kJ kvar för att smälta isen = Q_smält. Kalla massan för isen som smälter för M. Då har vi

Mc_smält=Q_smält => M*333kJ/kg=14,9kJ => M=14,9/333 kg = 0,447 kg = 45 g.

Tack så jättemycket! Det jag dock har lite svårt för är hur man vet vilken formel man ska använda. När ska man använda

Q=l_smältx m och när ska man använda Q= c x m x $∆ T$ ?

När nånting smälter, så ändras inte temperaturen förrän alltihop har blivit flytande. Därför behövs det inget ΔT när men räknar ut hur mycket energi som går åt för att smälta isen.

Generellt tips: Undersök enheterna! Värmekapaciviteterna c_is och c_vatten har enheten kJ/kgK. För att fa fram energin (som mäts i J) behöver man multiplicera den med något som mäts i kg (massan) och något som mäts i K (temperaturskillnaden). Detta är ett tips du kan tillämpa i många andra fysikberäkningar också.

Åh okej, vilket bra tips tack!

Svara

Visa senaste svar