Värme fråga
Frågan:
När is smälter minskar dess volym. Man kan räkna med att volymen av 1.00g is avtar med 90.7mm³. I en s.k. iskalorimeter utnyttjas detta förhållande. I en sådan infördes 5.3 g bensen av temperaturen 8.0C. Vätskan avkylades i kalorimetern och stelnade vid 5.5C. Avkylningen fortsatte därefter ned till 0C. Den is som från början fanns i kalorimetern minskade sin volym med sammanlagt 202mm³. Beräkna specifika smältentalpin för bensen. Dess specifika värmekapacitet är 1.67kJ/(kg * K) i vätske form och 1.59kJ/(kg * K) i fast form.
Jag börjar med att bensenen och isens energi är lika och sen så sätter jag in alla givna värden. Förändring av temperatur för isen är inte given men jag omvandlar den till ett uttryck med bensenens specifika smältentalpi. Därifrån kan jag lösa vad smältentalpin är men när jag gör det får jag att den är 129J/kg medan facit säger 127J/kg.
Jag skulle uppskatta om någon kunde förklara hur uppgiften borde lösas och vart jag har tänkt fel. Tack
Även om det inte står tydligt, så får man förutsätta att iskalorimetern från början innehåller en stor mängd is med temperaturen noll grader Celsius (därför att "avkylningen fortsatte därefter ned till 0C.")
Det som händer är alltså att
- Bensen kyls, stelnar och fortsätter kylas ner till noll grader.
- Is smälter, men värms inte upp.
Är du med på det? Den energi som bensen avger blir lika med den energi som isen tar upp.
Jaha okej. Tack så mycket nu kan jag lösa den. Men jag undrar bara varför isen inte värms upp?
Is kan inte bli varmare än noll grader. Om man tillför värme kommer isen att smälta. Blandningen av is och vatten kommer att hålla temperaturen noll grader tills all is är smält.
Jämför med hur kokande vatten är hundra grader. När vi värmer mer förångas en del vatten, men både ångan och det vatten som finns kvar är hundra grader, tills allt vatten kokat bort.
Ok, så om jag nu förstår rätt. På grund av att bensenen är 0 grader så kan inte isen gå över 0 grader?
Nja, när hela förloppet är klart ser vi att vi fortfarande har temperaturen noll grader. Bägge ämnena måste ju få samma temperatur till slut.
Om all isen hade smält, så hade sluttemperaturen blivit högre. Nu har inte bensenen lyckats smälta all is, så då blir sluttemperaturen noll grader.
Ok jag tror jag förstår. Bara en fråga, är det helt omöjligt för all is att smälta utan att den ska öka i temperatur?
Om vi har exakt rätt mängd bensen så räcker den exakt till att smälta all is och inte mer. Då stannar vi på noll grader.
Jämför med hur vi kan koka bort exakt allt vatten - om vi slutar tillföra värme precis då, så blir inte ångan varmare än hundra grader.
Ok tack för hjälpen. 👍
