Termofysik
En bägare med värmekapaciteten 80 J/K innehåller 0.2 kg vatten. Bägare och vattnet har temperaturen 18 celsius. Vi lägger 0.05kg is med temp. -15 celsius överst i bägaren. Undersök hur mycket is som smälter, bortse från värme till och från omgivningen.
Jag har kollat på nätet och förstått alla beräkningar men vad jag skulle behöva är en faktiskt förklaring till varför det händer som det händer. Har vattnet en begränsad mängd energi den kan ge ut från 18 till 0 grader som isen kan ta nytta av smälta av? Eller hur ska man tänka på ett lite mer vardagligt språk.
Det man måste inse är att is bara kan smälta vid 0 grader. Först måste isen värmas från -15 till 0 grader. Det värme som krävs för detta tas från det varma vattnet och bägaren som då kyls av. Samma vatten och bägare kan sedan kylas ytterligare ner till 0 grader och det värme som avges då går till att smälta isen. Om man kommer fram till att det sistnämnda räcker till att smälta mer än 0,05 kg is så innebär det att isen smälter helt och hållet.
Så om man räknar ut energin som behövs för att få vattnet och bägaren till 0 grader:
= 16.5 kJ
Och sedan vad som behövs för att få isen till 0 grader:
=1.65 kJ
Det är här jag fryser(no pun intended), vad ska jag göra nu?
Nu har du kommit fram till att det frigörs 16,5 kJ ifall du sänker temperaturen hos vatten och bägare maximalt ner till 0 grader. Det krävs 1,65 kJ för att värma isen upp till 0 grader. När isen har värmts upp finns det kvar 16,5-1,65=14,85 kJ till att smälta isen. Hur mycket is kan man smälta med den mängden energi?
