Căldura necesară evaporării gheții

Din Laplace

Cuprins

1 Declarație

Calculați cantitatea de căldură necesară pentru a aduce un bloc de gheață de 500 g inițial la -10 ° C la starea vaporilor de apă la 115 ° C, menținând presiunea constantă la 101,3 kPa.

căldura

Găsiți creșterea entropiei în fiecare etapă și procesul total.

2 Căldură necesară

Procesul complet este format din cinci părți: trei creșteri de temperatură și două schimbări de fază. Fiecare creștere a temperaturii urmează formula

Unde c este căldura specifică (la presiune constantă), care se presupune că este constantă pe întregul interval de temperatură (deși diferită în fiecare fază). Un calcul foarte precis ar trebui să ia în considerare variația căldurii specifice cu temperatura, rezultând în căldură

Aici vom rămâne în aproximarea că sunt constante, cu valorile respective pentru gheață, apă și abur

În schimbările de fază, temperatura rămâne constantă și căldura este utilizată pentru a schimba gheața în apă sau apa în abur. Cantitatea de căldură în fiecare caz este proporțională cu masa

unde entalpia specifică a fuziunii și cea a vaporizării au valorile

și temperaturile punctelor de topire și fierbere

Aplicând aceste formule, obținem următoarele valori:

Gheața până la punctul de topire Aceasta este o creștere a temperaturii de 10 ° C, până la 0 ° C Topirea gheții Încălzirea apei până la punctul de fierbere este o creștere a temperaturii cu 100 ° C fierberea apei Încălzirea aburului la temperatura finală Aburul trebuie încălzit la 15 ° C până la starea finală