Ricardo Cabrera, HŐ ÉS TERMODINAMIKA 05, megoldotta a gyakorlatokat
5) Hány kalóriát igényel egy 40 kg-os jégtömb –20 ° C-on, hogy normál légköri nyomáson átjuthasson az állapotba:
a) folyadék 40 ° C-on.
b) gőz 100 ° C-on.
c) 20 kg. folyadék 100 ° C-on egyensúlyban a gőzével.
(Lf = 80 cal/g; Lv = 540 cal/g és c, jég = 0,5 cal/g ° C)
Ez a gyakorlat egyszerű. de alapvető. Mentsük el a gyakorlatot utoljára. Először a víz fűtési görbéjét mutatom be, amely független attól a víztömegtől, amelyet melegítünk (mivel nem állítottam be a víztest által befogadott hő értékét).
A lényeg az, hogy elérve a 0 ° C a grafikon ellaposodik, és megmutatja, hogy a hőmérséklet megáll. Nem arról van szó, hogy a hőbevitel megszűnt volna. az, hogy a jég olvad. A grafikon vízszintes szakaszai (zöld szakasz) az állapotváltozásokat ábrázolják.
Amikor a jég teljes tömege megolvadt, a víz csak ezután kezdte megemelni a hőmérsékletét (égi szakasz). Ha észreveszi, az égi szakasz meredeksége (dőlése) meglehetősen kisebb, mint a vörös szakaszé. Ez azt írja le nekünk, hogy a folyékony vizet "nehezebb" felmelegíteni, mint a szilárd vizet. Valójában a folyékony víz az egyik legnehezebben melegíthető anyag. sok hővel kell ellátni, hogy a hőmérséklete változó legyen.
Elérve a 100 ° C a grafikon ismét vasalt. Ez egy újabb állapotváltozás: folyadékról gázra. Mindjárt az elején, amikor a víz eléri a 100 ° C, megszakítja a forrást, és míg a víz forr, addig párolog. Ha a hőáramot állandó értéken tartjuk, akkor az a szakasz, amely ezt az állapotváltozást képviseli, ugyanolyan hosszú, mint én - a zöldhez képest. Ez egy másik szokatlan jellemzője a víznek: annyi hőre van szüksége, hogy elpárologjon. A lényeg az, hogy ezért főzhetjük a tésztát kissé könnyedén. Nagymamám, amint forrni kezdett, lecsökkentette az égő hőjét, és így az egyeneset a hosszú helyett nagyon hosszúvá tette, majd magabiztosan tette a zöldségeket, hogy anélkül, hogy veszélyt jelentene, egy másik feladatnak szentelheti magát. a víz teljesen elpárolog és az étel elromlik.
A többit nem könnyű elvégezni a konyhában, de ha megtartanánk a gőzt a melegítéséhez, a grafikon nagyon hasonlít a jégéhez, mivel nagyjából ugyanannyi hőre van szükség ahhoz, hogy ugyanolyan növekedést érjen el a hőfok. (lila szakasz).
Kiszámítom az egész folyamat során szükséges hőmennyiséget ehhez a tömeghez 40 kg .
Az első hőmennyiség, amit hívni fogok Q H, kiszámítása így történik:
Q H = m c H . (T FH - T 0H )
Q H = 40 kg 0,5 (kcal / kg ° C) (0 ° C + két0 ° C )
Q H = 400 kcal
A teljes jég megolvadásához szükséges hőmennyiség, Q F:
Q F = m L F
Q F = 40 kg 80 (kcal / kg)