Värmeenergi
Hej! Jag har lite av fastnat på en uppgift som lyder
Ett isblock på 30 kilo med temperaturen 0 grader skall smältas till 0-gradigt vatten.
Hur mycket värmeenergi åtgår?
Cs för is = 334kj/kg
PS: (Då jag inte kan göra ett litet s nedan för C så blir det Cs, så ni inte blir förvirrade)
Om isblocket har temperaturen 0 grader så kan det väl inte vara i IS form är min tanke. Om det istället hade frågat om värmeenergin som behövs för att smälta ett isblock ifrån -20 till 0 och om jag hade då hade haft värmeenergin egenskaperna hos IS så hade det varit lätt men eftersom det frågar om 0 gradigt som ska smältas till 0 gradigt så har jag ingen aning alls om hur jag ska börja svara.
Någon som har något tips till mig?
Jodå, vatten kan vara i fast form eller i flytande form vid temperaturen 0 oC - det är därför som denna temperatur kallas smältpunkten för is, eller fryspunkten för vatten.
Det går åt jättemycket energi för att smälta is till vatten - så mycket att om du tillför lika mycket värme till det iskalla vattnet, kommer vattnets temperatur att öka till 80 oC!
Smaragdalena skrev:Jodå, vatten kan vara i fast form eller i flytande form vid temperaturen 0 oC - det är därför som denna temperatur kallas smältpunkten för is, eller fryspunkten för vatten.
Det går åt jättemycket energi för att smälta is till vatten - så mycket att om du tillför lika mycket värme till det iskalla vattnet, kommer vattnets temperatur att öka till 80 oC!
Det är en hel del alltså. Men det kan väl inte bli så pass mycket att jag ska ta 334kj/kg x 30 kg för det talet blir 10,020 kj vilket som är ett extremt högt KJ för att enbart tina?
Jovisst, jag sa ju att det är jättemycket! Kan du föreställa dig hur mycket detta påverkar klimatet på Jorden?
Smaragdalena skrev:Jovisst, jag sa ju att det är jättemycket! Kan du föreställa dig hur mycket detta påverkar klimatet på Jorden?
Jorå jag har förstått att det är mycket men nästa fråga blir ju då ännu mer förvirrande.
Ett isblock på 30 kilo med temperaturen -20C skall smältas till 0-gradigt vatten.
Hur mycket värmeenergi åtgår? OBS: att isen först skall värmas upp från -20 till 0 grader
C för IS = 2,22kj/kg
Nu är det helt plötsligt 2,22 kj/kg per kilo eftersom det är IS, d.v.s under nollan.
Så då kan det väl inte bli något annat än 2,22kj/kg x 30 här igen då det behövs så pass mycket energi för att smälta det.
Men det talet blir ju enbart (30x2,22 = 66,6 KJ)
Hur kan vi ha hoppat ifrån 10,020 kj till 66,6 kj bara för att det nu är minus som ska bli till 0 jämfört med föregående som handlade om att smälta 0-gradigt till 0-gradigt.
Nu när jag tänkte efter så blir det 10,020 kj + 66,6 kj kj som blir svaret då det krävs 66,6 kj för att värma ifrån -20 till 0-gradigt sedan för att bli vatten så krävs det återigen 10,020 kj.
Smaragdalena skrev:Jovisst, jag sa ju att det är jättemycket! Kan du föreställa dig hur mycket detta påverkar klimatet på Jorden?
Kan du berätta om jag tänker rätt här? För isåfall så har jag fått en ide om hur jag ska tänka.
Ett isblock på 30 kilo med temp -15c skall överföras till 100-gradig ånga vid normalt lufttryck
Hur mycket värmeenergi åtgår?
Tänker som så att
-15 till 0 är 2,22kj/kg x 30 = 66,6 kj
sedan för att smälta 0 gradiga isen så är det 334 kj/kg x 30 = 10,020 kj
sedan för att höja temperaturen på vatten då dess energivärde är 4,18 kj/kg så borde det bli E x M x G
Energi x Massan x Antal grader. 4,18 x 30 x 100 = 12,540 kj för att värma 30 kilo 0-gradigt vatten till 100 grader
Det står dock ingenting i frågan om att förånga vattnet utan att det skall överföras till 100-gradig ånga...
Så vet inte om jag ska ha med energin för ånga som är 2260 kj/kg eller inte....Som då hade blivit 2260x30=67,800 kj
Det står att isen skall bli till 100-gradig ånga, så vattnet skall koka också.
Smaragdalena skrev:Det står att isen skall bli till 100-gradig ånga, så vattnet skall koka också.
Jo jag har med det.
"Energi x Massan x Antal grader. 4,18 x 30 x 100 = 12,540 kj för att värma 30 kilo 0-gradigt vatten till 100 grader"
Stod i texten...vet dock inte om jag hann redigera så att du läste det gamla jag skrev :)
Men nu när vattnet är 100 grader så kokar/kokas det.
Däremot gällande ångan så står det inte om det ska förångas vilket som då är 2260 kj/kg per kilo för att förÅNGA men frågan lyder inte att det ska förångas utan enbart ånga så då borde väl det vara klart när jag har nått 100 grader?
Om det är den här frågan:
Ett isblock på 30 kilo med temp -15c skall överföras till 100-gradig ånga vid normalt lufttryck
så skall isen värmas, isen smältas till vatten, vattnet värmas och vattnet förångas. Detta är entydigt. Det skall bli till ånga. Om man hade menat 100-gradigt vatten skulle man ha skrivit det.
Smaragdalena skrev:Om det är den här frågan:
Ett isblock på 30 kilo med temp -15c skall överföras till 100-gradig ånga vid normalt lufttryck
så skall isen värmas, isen smältas till vatten, vattnet värmas och vattnet förångas. Detta är entydigt. Det skall bli till ånga. Om man hade menat 100-gradigt vatten skulle man ha skrivit det.
Jaha, ja då förstår jag. Då ska jag skippa uppvärmning d.v.s 4,18x30x100 och istället gå på ångenergin formeln 2260 kj/kg x antalet kilo av vatten som då ska ånga.
Nej, då skall vattnet värmas upp men inte koka. Tvärtom, snarare, alltså.
Smaragdalena skrev:Nej, då skall vattnet värmas upp men inte koka. Tvärtom, snarare, alltså.
Nu är jag förvirrad. Sa du inte innan att 4,18x30x100 är fel för att jag då värmer/kokar till 100 grader istället för att ånga.
Du skall värma vattnet, men inte förånga = koka det, om det handlar om 100-gradigt vatten.
Smaragdalena skrev:Du skall värma vattnet, men inte förånga = koka det, om det handlar om 100-gradigt vatten.
Det skall överföras till 100 gradig ånga enligt uppgiften.
Så då måste det väl ändå bli
66,6 kj för att isblocket skall gå från -15 grader till 0-grader (2,22kj/kg x 30 kilo)
10,020 kj för att smälta 0-gradiga isblocket till smältvatten/vatten (334kj/kg x 30 kilo )
12,540 kj för att värma upp vattnet från 0 till 100 grader (4,18kj/kg x 30 x 100)
67,800 kj för att förånga 30 kilo 100-gradigt vatten till ånga (2260kj/kg x 30 kilo)
Svar: 80,340 KJ
"Ångbildningsvärmen (den energi som fordras för att bilda ånga av 1 kg 100-gradigt vatten) för vatten är 2260 kJ/kg."
Enligt google så gäller då detta när vattnet redan är 100 grader varmt, alltså så måste det också vara med när man värmer vattnet till 100 grader innan man ångar bort det.
Säg gärna till om jag tänker fel
Om det handlar om 30 kg is som skall värmas från -20oC ända tills det är förångat, så stämmer det du har skrivit (men joule förkortas J, inte j).
Smaragdalena skrev:Om det handlar om 30 kg is som skall värmas från -20oC ända tills det är förångat, så stämmer det du har skrivit (men joule förkortas J, inte j).
från -15 men ja, resten har du rätt i men då har jag nog fått ihop att...dock en sista fundering...2,22kJ x 30 som jag skrev (värmningen av is) som det heter i boken ligger på det kJ/kg...Borde jag då inte gånga (x) det med antalet grader istället som jag har gjort, som gångat (x) med antalet kilo vatten.
Alltså istället för att det då blir 66,6 kJ för att värma isblocket från -15 till 0 gradigt så blir det då
2,22kJ x 15 (antalet grader som jag ska värma) = 33,3 kJ
Det måste väl ändå vara mer logiskt
Tack för din hjälp förresten :)
Redigerat...Borde väl ändå vara energin x graderna x kilo
2,22 x 15 x 30
t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Om det handlar om 30 kg is som skall värmas från -20oC ända tills det är förångat, så stämmer det du har skrivit (men joule förkortas J, inte j).
från -15 men ja, resten har du rätt i men då har jag nog fått ihop att...dock en sista fundering...2,22kJ x 30 som jag skrev (värmningen av is) som det heter i boken ligger på det kJ/kg...Borde jag då inte gånga (x) det med antalet grader istället som jag har gjort, som gångat (x) med antalet kilo vatten.
Alltså istället för att det då blir 66,6 kJ för att värma isblocket från -15 till 0 gradigt så blir det då
2,22kJ x 15 (antalet grader som jag ska värma) = 33,3 kJ
Det måste väl ändå vara mer logiskt
Tack för din hjälp förresten :)
Redigerat...Borde väl ändå vara energin x graderna x kilo
2,22 x 15 x 30
Nej, du skall inte multiplicera det med temperaturskillnaden, som är 0 grader.
Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Om det handlar om 30 kg is som skall värmas från -20oC ända tills det är förångat, så stämmer det du har skrivit (men joule förkortas J, inte j).
från -15 men ja, resten har du rätt i men då har jag nog fått ihop att...dock en sista fundering...2,22kJ x 30 som jag skrev (värmningen av is) som det heter i boken ligger på det kJ/kg...Borde jag då inte gånga (x) det med antalet grader istället som jag har gjort, som gångat (x) med antalet kilo vatten.
Alltså istället för att det då blir 66,6 kJ för att värma isblocket från -15 till 0 gradigt så blir det då
2,22kJ x 15 (antalet grader som jag ska värma) = 33,3 kJ
Det måste väl ändå vara mer logiskt
Tack för din hjälp förresten :)
Redigerat...Borde väl ändå vara energin x graderna x kilo
2,22 x 15 x 30
Nej, du skall inte multiplicera det med temperaturskillnaden, som är 0 grader.
Men då blir väl svaret samma oavsett grad... -15 till 0... 2,22 x 30 (för man x med kilo vatten som ska värmas)
om det så är -5000 IS som ska bli till 0 gradig IS så blir det ju då ändå 2,22 x 30.
Tycker det låter ologiskt att man inte ska ha med graderna :P
Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Smaragdalena skrev:Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Så bara för att förtydliga så spelar det ingen roll om hur kall isen är, alltså att det inte spelar någon roll om det är -30, -40-100 -500 så är det inte relevant utan det som är relevant är att isen smälter till 0 grader.
Så energin för att värma är 2,22 kJ x vikten/massan på isen och detta är då allt som behövs för att ta reda på hur mycket energi det krävs/tar för att värma till 0 grader.
t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Så bara för att förtydliga så spelar det ingen roll om hur kall isen är, alltså att det inte spelar någon roll om det är -30, -40-100 -500 så är det inte relevant utan det som är relevant är att isen smälter till 0 grader.
Fel. Det går åt dubbelt så mycket energi för att värma isklumpen från -30 oC som från -15 oC.
Så energin för att värma är 2,22 kJ x vikten/massan på isen och detta är då allt som behövs för att ta reda på hur mycket energi det krävs/tar för att värma till 0 grader.
Detta är den mängd energi som går åt för att smälta isklumpen från is till vatten, båda har temperaturen 0 oC.
Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Så bara för att förtydliga så spelar det ingen roll om hur kall isen är, alltså att det inte spelar någon roll om det är -30, -40-100 -500 så är det inte relevant utan det som är relevant är att isen smälter till 0 grader.
Fel. Det går åt dubbelt så mycket energi för att värma isklumpen från -30 oC som från -15 oC.
Så energin för att värma är 2,22 kJ x vikten/massan på isen och detta är då allt som behövs för att ta reda på hur mycket energi det krävs/tar för att värma till 0 grader.
Detta är den mängd energi som går åt för att smälta isklumpen från is till vatten, båda har temperaturen 0 oC.
Jo men i mitt fall så handlade det om 30 kilo -15 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, svaret på det blev ju då
2,22x30=66,6 kJ
men om det hade varit 30 kilo -30 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, hade det fortfarande varit samma formel som jag ska utgå från om massan/vikten hade varit 30 kilo igen ? Alltså 2,22x30?
Försöker förstå konceptet men blir lite förvirrad emellanåt på vad du skriver då jag tyckte i förra inlägget att du sa att temperaturen på isen inte spelar någon roll , det var i samma veva som jag ville ha in
Energin x Massan x Graderna som ska värmas
2,22 x 30 x (-)15 = 999 kJ , men du sa att man inte har med graden då man får fel tal/ inte är relevant.
t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Så bara för att förtydliga så spelar det ingen roll om hur kall isen är, alltså att det inte spelar någon roll om det är -30, -40-100 -500 så är det inte relevant utan det som är relevant är att isen smälter till 0 grader.
Fel. Det går åt dubbelt så mycket energi för att värma isklumpen från -30 oC som från -15 oC.
Så energin för att värma är 2,22 kJ x vikten/massan på isen och detta är då allt som behövs för att ta reda på hur mycket energi det krävs/tar för att värma till 0 grader.
Detta är den mängd energi som går åt för att smälta isklumpen från is till vatten, båda har temperaturen 0 oC.
Jo men i mitt fall så handlade det om 30 kilo -15 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, svaret på det blev ju då
2,22x30=66,6 kJ
Så mycket vrme går det åt för att höja temperaturen på isen en grad, t ex från -10 oC till -9 oC.
men om det hade varit 30 kilo -30 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, hade det fortfarande varit samma formel som jag ska utgå från om massan/vikten hade varit 30 kilo igen ? Alltså 2,22x30?
Det är en dubbelt så stor temperaturskillnad, så det behöver tillföras dubbelt så mycket energi.
Försöker förstå konceptet men blir lite förvirrad emellanåt på vad du skriver då jag tyckte i förra inlägget att du sa att temperaturen på isen inte spelar någon roll , det var i samma veva som jag ville ha in
Det är bara vid fasövergångarna man inte behöver multiplicera med någon temperaturskillnad, eftersom temperaturen inte ändras förrän all is har smält/ allt vatten har kokat bort.
Energin x Massan x Graderna som ska värmas
2,22 x 30 x (-)15 = 999 kJ , men du sa att man inte har med graden då man får fel tal/ inte är relevant.
se ovan
Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Så bara för att förtydliga så spelar det ingen roll om hur kall isen är, alltså att det inte spelar någon roll om det är -30, -40-100 -500 så är det inte relevant utan det som är relevant är att isen smälter till 0 grader.
Fel. Det går åt dubbelt så mycket energi för att värma isklumpen från -30 oC som från -15 oC.
Så energin för att värma är 2,22 kJ x vikten/massan på isen och detta är då allt som behövs för att ta reda på hur mycket energi det krävs/tar för att värma till 0 grader.
Detta är den mängd energi som går åt för att smälta isklumpen från is till vatten, båda har temperaturen 0 oC.
Jo men i mitt fall så handlade det om 30 kilo -15 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, svaret på det blev ju då
2,22x30=66,6 kJ
Så mycket vrme går det åt för att höja temperaturen på isen en grad, t ex från -10 oC till -9 oC.
men om det hade varit 30 kilo -30 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, hade det fortfarande varit samma formel som jag ska utgå från om massan/vikten hade varit 30 kilo igen ? Alltså 2,22x30?
Det är en dubbelt så stor temperaturskillnad, så det behöver tillföras dubbelt så mycket energi.
Försöker förstå konceptet men blir lite förvirrad emellanåt på vad du skriver då jag tyckte i förra inlägget att du sa att temperaturen på isen inte spelar någon roll , det var i samma veva som jag ville ha in
Det är bara vid fasövergångarna man inte behöver multiplicera med någon temperaturskillnad, eftersom temperaturen inte ändras förrän all is har smält/ allt vatten har kokat bort.
Energin x Massan x Graderna som ska värmas
2,22 x 30 x (-)15 = 999 kJ , men du sa att man inte har med graden då man får fel tal/ inte är relevant.
se ovan
"Så mycket vrme går det åt för att höja temperaturen på isen en grad, t ex från -10 C till -9 C."
Jaha, så då gjorde jag fel. Jag trodde 2,22 x 30 skulle få isen att gå från -15 till 0 grader.
Så då ska jag alltså då ta 2,22 x 30 x 15 (då jag vill ha ner 15 grader) för att få isen att gå från -15 C till 0 C
66,6 kJ per GRAD, det är fruktansvärt mycket energi bara för att värma , lite så som du nämnde i början av diskussionen.
t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:t00l91 skrev:Smaragdalena skrev:Uppvärmningen sker i 4 faser:
- isen värms från -15 oC till 0 oC
- isen smälter till vatten, temperaturen ändras inte
- vattnet värms från 0 oC till 100 oC
- vattnet kokar och blir till ånga, temperaturen ändras inte
Specifik värmekapacitet för is och för vatten mäts i enheten J/(kgK). Smältvärme och ångbildningsvärme mäts i enheten J/kg.
Så bara för att förtydliga så spelar det ingen roll om hur kall isen är, alltså att det inte spelar någon roll om det är -30, -40-100 -500 så är det inte relevant utan det som är relevant är att isen smälter till 0 grader.
Fel. Det går åt dubbelt så mycket energi för att värma isklumpen från -30 oC som från -15 oC.
Så energin för att värma är 2,22 kJ x vikten/massan på isen och detta är då allt som behövs för att ta reda på hur mycket energi det krävs/tar för att värma till 0 grader.
Detta är den mängd energi som går åt för att smälta isklumpen från is till vatten, båda har temperaturen 0 oC.
Jo men i mitt fall så handlade det om 30 kilo -15 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, svaret på det blev ju då
2,22x30=66,6 kJ
Så mycket vrme går det åt för att höja temperaturen på isen en grad, t ex från -10 oC till -9 oC.
men om det hade varit 30 kilo -30 grader is som ska bli till 0-gradigt is/vatten, hade det fortfarande varit samma formel som jag ska utgå från om massan/vikten hade varit 30 kilo igen ? Alltså 2,22x30?
Det är en dubbelt så stor temperaturskillnad, så det behöver tillföras dubbelt så mycket energi.
Försöker förstå konceptet men blir lite förvirrad emellanåt på vad du skriver då jag tyckte i förra inlägget att du sa att temperaturen på isen inte spelar någon roll , det var i samma veva som jag ville ha in
Det är bara vid fasövergångarna man inte behöver multiplicera med någon temperaturskillnad, eftersom temperaturen inte ändras förrän all is har smält/ allt vatten har kokat bort.
Energin x Massan x Graderna som ska värmas
2,22 x 30 x (-)15 = 999 kJ , men du sa att man inte har med graden då man får fel tal/ inte är relevant.
se ovan
"Så mycket vrme går det åt för att höja temperaturen på isen en grad, t ex från -10 C till -9 C."
Jaha, så då gjorde jag fel. Jag trodde 22,2 x 30 skulle få isen att gå från -15 till 0 grader.
Så då ska jag alltså då ta 22,2 x 30 x 15 för att få isen att gå från -15 C till 0 C
66,6 kJ per GRAD, det är fruktansvärt mycket energi bara för att värma , lite så som du nämnde i början av diskussionen.
Totalt så blir då detta
2,22 x 30 x 15 = 999 kJ - för att isblocket skall gå från -15 grader till 0-grader
334 x 30 = 10,020 kJ - för att smälta 0-gradiga isblocket till smältvatten/vatten
4.18x30x100 = 12,540 kJ - för att värma det 0-gradiga vattnet till 100-grader
2260x30 = 67,800 kJ - för att förånga det 100-gradiga vattnet till ånga
Svar: 91,359 kJ
Hoppas det stämmer med facit! Ser du att det bara går åt lite mer energi för att värma vattnet från 0 till 100 jämfört med vad som gick åt för att smälta isen, och att det går åt nästan 3 ggr så mycket energi för att koka vattnet som för att värma det från -15 till 100, inklusive smälta isen?
Smaragdalena skrev:Hoppas det stämmer med facit! Ser du att det bara går åt lite mer energi för att värma vattnet från 0 till 100 jämfört med vad som gick åt för att smälta isen, och att det går åt nästan 3 ggr så mycket energi för att koka vattnet som för att värma det från -15 till 100, inklusive smälta isen?
Jo, det är sjukt att det går åt så mycket energi att värma o smälta 30 kilo -15 C som att koka upp 0 gradigt vatten till 100 grader.
Däremot för att förånga det när det redan är 100 grader så tar det ändå ytterligare 67,800 kJ...sjukt mycket energi men mer kostsamt än att använda eldningsolja (tänker på industrin, särskilt inom pappersindustrin där man använder vattenånga/ånga för uppvärmning av kokarna exempelvis)
