Hvor mange gram is dannes, når 100 damp bliver til vand og derefter is?

For at beregne gram dannet is skal vi overveje de involverede faseændringer:damp til vand og vand til is. Der skal tages hensyn til den specifikke varmekapacitet og latente smeltevarme for vand.

1. Damp til vand:

- Starttemperatur for damp:Ca. 100°C (vandets kogepunkt)

- Sluttemperatur for vand:100°C (vandets kogepunkt)

- Latent fordampningsvarme (damp til vand):L_v =2260 kJ/kg

Den varme, der frigives, når damp kondenserer til vand ved 100°C, er givet af:

Q_1 =m * L_v

hvor m er massen af ​​damp og Q_1 er den frigivne varme.

2. Vand til is:

- Vandets begyndelsestemperatur:100°C (vandets kogepunkt)

- Sluttemperatur for is:0°C (vandets frysepunkt)

- Specifik varmekapacitet for vand:c_w =4,18 kJ/kg °C

- Latent fusionsvarme (vand til is):L_f =334 kJ/kg

Den varme, der frigives, når vandet afkøles fra 100°C til 0°C og derefter fryser til is, er givet af:

Q_2 =m * c_w * (100 - 0) + m * L_f

Da den varme, der frigives under faseændringerne (damp til vand og vand til is) bruges til at omdanne 100 gram damp til is, kan vi sætte lighedstegn mellem Q_1 og Q_2:

Q_1 =Q_2

m * L_v =m * c_w * (100 - 0) + m * L_f

Løsning for massen af ​​damp (m):

m =(100 * c_w * 100 + 100 * L_f) / (L_v)

m =(41.800 kJ + 33.400 kJ) / (2260 kJ/kg)

m ≈ 33,85 kg

Derfor vil 100 gram damp producere cirka 33,85 kilo is, når den bliver til vand og derefter is.