Termodynamik
Jag behöver hjälp med denna uppgift:
Det är två saker jag inte förstår:
1. Hur man ska använda isoleringskärlets värmekapacitet (50 J/K), ska man använda det för att beräkna frigjorda energin vid avsvalning för zink och i så fall hur?
2. Hur ska man tänka för att kunna räkna ut den slutgiltiga temperaturen dvs hur vet jag om isen kommer förångas?
Tacksam för svar!
Börja med att ta reda på dels hur mycket energi som frigörs när zinken och isoleringskärlet svalnar från 420 oC till 100 oC, dels hur mycket energi som behövs för att dels smälta isen, dels värma upp smält vattnet från 0 oC till 100 oC. Vilket värde är störst?
För att smälta isen o värma upp smältvattnet till 100 grader fick jag det till:
33400 + 41800 = 75200 J
Energi som frigörs när zinken och isoleringskärlet svalnar till 100 grader:
62400 + 16000 = 78400 J
78400 J > 75200 J, så mellanskillnaden mellan dessa kommer väl kunna användas till att räkna ut hur mycket av smältvattnet som blir vattenånga?
Undrar även hur man vet att man ska räkna temperaturen då zinken och isoleringskärlet svalnar från 420 till 100 grader, varför just 100 grader? Om man inte är säker på att all is smälter borde man räkna från 420 till 0 grader istället då?
78400 J > 75200 J, så mellanskillnaden mellan dessa kommer väl kunna användas till att räkna ut hur mycket av smältvattnet som blir vattenånga?
Ja, du kan använda denna skillnad för att beräkna hur mycket vatten som förångas.
Undrar även hur man vet att man ska räkna temperaturen då zinken och isoleringskärlet svalnar från 420 till 100 grader, varför just 100 grader? Om man inte är säker på att all is smälter borde man räkna från 420 till 0 grader istället då?
Det kunde man mycket väl ha gjort. Det kändes som en rimlig gissning att all is skulle smälta och att allt smältvatten skulle värmas till 100 grader så jag chansade. Om det hade frigjorts mindre mängd värmeenergi när zink + behållare svalnade än för att värma vattnet till 100 grader skulle zink+behållare behöva svalna till temperaturen T istället, och den före detta isen att värmas till temperaturen T, och vi skulle kunna beräkna T eftersom vi vet att dessa båda energimängder är lika.
Jag får fel svar när jag beräknar massan förångat smältvatten,
78400 - 75200 = 3200 J
3200= m * 2260
(2260 är ångbildningsentalpiteten för vatten)
m = 1.41...kg vilket är fel svar och väldigt orimligt då massan is från början är 0,1 kg
Vad har jag gjort för fel? Svaret ska bli 75 g.
Vilket värde på specifik värmekapacitet har du använt för zink?
Något jag helt glömde att tänka på är att smältpunkten för zink är 420 oC. Zink kommer alltså att stelna och då ger den ifrån sig tämligen mycket energi.
Jag använder 390 J/(kg*K) som specifik värmekapacitet för zink.
När zink stelnar ger den ifrån sig:
0.5 * 112000 = 56000 J då smältentalpiteten för zink är 112000 J / kg
78400 J + 56000 J = 134400 J
134400 - 75200 = 59200 J
59200 = m * 2260000 (råkade använda fel ångbildningsentalpitet för vatten förut)
m = 0,026... kg = 26g
Får fortfarande fel svar...
