انجماد

مقدار 800گرک آب با دمای 5۰درجه سانتیگراد موجود است.چه مقدار گرما از آن بگیریم تا به یخ با دمای -20درجه سانتیگراد تبدیل شود؟

نیکا نادری

جواب این سوال رو می‌دونی؟

با هم‌درس رقابت کن و جایزه ببر!

پاسخ‌ها

هم‌‌درس

پاسخ هوش مصنوعی

راهنمایی کوتاه: برای تبدیل آب ۵۰‌درجه به یخ ۲۰-‌درجه، باید گرمای نهان ذوب و تغییر دمای آب و یخ را حساب کنی.

گام‌به‌گام:

۱) ابتدا گرمای گرفته شده از آب تا رسیدن به دمای صفر درجه را حساب می‌کنیم. جرم ۸۰۰ گرم، گرمای ویژه آب ۱ کالری بر گرم بر درجه سلسیوس است:

Q_{1} = m \cdot c_{آب} \cdot (۵۰ - ۰) = ۸۰۰ \times ۱ \times ۵۰ = ۴۰۰۰۰ کالری

۲) سپس گرمای لازم برای تبدیل آب صفر درجه به یخ صفر درجه (گرمای نهان ذوب) را محاسبه می‌کنیم. گرمای نهان ذوب یخ ۸۰ کالری بر گرم است:

Q_{2} = m \cdot L_{ذوب} = ۸۰۰ \times ۸۰ = ۶۴۰۰۰ کالری

۳) در آخر گرمای گرفته شده از یخ صفر درجه تا ۲۰- درجه را حساب می‌کنیم. گرمای ویژه یخ ۰٫۵ کالری بر گرم بر درجه سلسیوس است:

Q_{3} = m \cdot c_{یخ} \cdot (۰ - (−۲۰)) = ۸۰۰ \times ۰٫۵ \times ۲۰ = ۸۰۰۰ کالری

۴) مجموع گرمای گرفته شده برابر است با:

Q_{کل} = ۴۰۰۰۰ + ۶۴۰۰۰ + ۸۰۰۰ = ۱۱۲۰۰۰ کالری

پاسخ نهایی: باید ۱۱۲۰۰۰ کالری (یا ۴۶۸٫۶ کیلوژول) گرما از آب گرفته شود تا به یخ ۲۰- درجه تبدیل گردد.

مثال مشابه: اگر ۵۰۰ گرم آب ۳۰ درجه را بخواهی به یخ ۱۰- درجه تبدیل کنی، مراحل مشابه است: Q1 = 500×1×30 = 15000 cal, Q2 = 500×80 = 40000 cal, Q3 = 500×0.5×10 = 2500 cal, مجموع = 57500 cal.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: درباره گرمای ویژه مواد مختلف و گرمای نهان تبخیر نیز مطالعه کن. با استفاده از فرمول‌های مشابه می‌توانی تبدیل یخ به بخار را هم محاسبه کنی.

یادآوری ایمنی: در آزمایش‌های مربوط به تغییر حالت، مراقب سوختگی با سطوح داغ یا سرد باشید و از دستکش‌های مناسب استفاده کنید.