Eis ist ein wertvolles und schnell kühlendes Material, das wir oft zum Konservieren von Lebensmitteln oder zur Zubereitung von Erfrischungsgetränken verwenden. Wir wissen, dass Eis beim Erhitzen schmilzt und Wasser bildet - ein Prozess, der auftritt, wenn Wärme absorbiert wird.
Aber was passiert, wenn das Eis abkühlt? Wenn sich Eis in einem isolierten System befindet, kann es Wärme verlieren und sich abkühlen. Aber wie viel Grad wird das Eis abkühlen, wenn es eine bestimmte Menge an Wärme verliert? Betrachten wir diese Frage genauer.
Um die Temperaturänderung des Eises bei einem Wärmeverlust von 40 Kilojoule zu bestimmen, kann die spezifische Wärmekapazität des Eises verwendet werden. Die spezifische Wärmekapazität ist die Menge an Wärme, die 1 Gramm einer Substanz übertragen werden muss, damit sich ihre Temperatur um 1 Grad Celsius ändert.
Wie viele Grad wird das Eis abkühlen?
Um zu bestimmen, wie viel Eis bei einem Verlust von 40 Kilojoule Wärme abgekühlt wird, muss die Wärmekapazität des Eises berücksichtigt werden. Die Wärmekapazität ist die Menge an Energie, die benötigt wird, um die Temperatur einer Substanz um ein Grad Celsius zu ändern. Die Wärmekapazität des Eises beträgt ungefähr 2,09 KJ·kg*°C.
Also mit der Formel:
Wärme übertragen oder verloren = Masse * Wärmekapazität · Temperaturänderung
Wir können die Temperaturänderung berechnen, indem wir wissen, dass 40 Kilojoule Wärme verloren geht:
40 KJ = Gewicht * 2,09 KJ/kg*°C * Temperaturänderung
Indem wir die Werte ersetzen und die Gleichung lösen, erhalten wir:
40 KJ = Gewicht * 2,09 KJ/kg*°C * Temperaturänderung
temperaturänderung = 40 KJ / (Gewicht * 2,09 KJ/kg*°C)
Aus dieser Gleichung geht hervor, dass die Temperaturänderung des Eises von seiner Masse abhängt. Je größer die Masse des Eises ist, desto geringer ist die Temperaturänderung bei einem Verlust von 40 Kilojoule Wärme.
Verlust von 40 Kilojoule Wärme
Wenn das Eis 40 Kilojoule an Wärme verliert, kühlt es um eine bestimmte Anzahl von Grad ab. Die Wärme, die vom Eis in die Umwelt übertragen wird, führt zu einem Energieverlust und damit zur Abkühlung des Eises.
Wenn man weiß, dass Eis eine Schmelzwärme bei 0 Grad Celsius hat, kann man berechnen, wie viele Grad das Eis abkühlen wird, wenn es 40 Kilojoule Wärme verliert.
Lassen Sie ΔT die Temperaturänderung sein, Tp ist der Schmelzpunkt, Q ist der Wärmeverlust:
ΔT = Q / (Masse × spezifische Wärmekapazität)
Die spezifische Wärmekapazität von Eis beträgt ungefähr 2,093 J / (g * Grad Celsius), und die Eismasse entspricht der Menge der übertragenen Energie geteilt durch die spezifische Schmelzwärme von Eis, die 333,55 J / g beträgt.
Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
ΔT = 40000 / (40000 / 333,55)
Bei einem Verlust von 40 Kilojoule Wärme würde das Eis also um etwa 333,55 Grad Celsius abkühlen.
Eis-Kühlformel
Bei einem Verlust von 40 Kilojoule Wärme wird das Eis um eine bestimmte Anzahl von Grad abgekühlt. Sie können die folgende Formel verwenden, um diesen Wert zu berechnen:
wobei ΔT die Änderung der Eistemperatur in Grad Celsius ist,
Q - Wärmeverlust in Kilojoule (in diesem Fall 40 Kilojoule),
m - Eismasse in Gramm,
C ist die spezifische Wärmekapazität von Eis (ungefähr gleich 2.09 J/(g * °C)).
Wenn Sie diese Formel in Bezug auf ΔT lösen, können Sie den Wert der Eistemperaturänderung bei einem Verlust von 40 Kilojoule Wärme erhalten. Dies wird Ihnen helfen zu verstehen, wie viel Eis in dieser Situation abgekühlt wird.
Berechnungsergebnisse
Bei einem Verlust von 40 Kilojoule Wärme wird das Eis um eine bestimmte Anzahl von Grad abgekühlt. Sie können die Berechnung mithilfe einer Formel durchführen:
| ΔQ = m * c * ΔT |
- ΔQ - verlorene Wärme (in Kilojoule),
- m - Eismasse (in Gramm),
- c - spezifische Eiswärmekapazität (in J/g *° C·,
- ΔT - Änderung der Eistemperatur (in Grad Celsius).
Wenn wir die Eismasse und ihre spezifische Wärmekapazität kennen, können wir die Gleichung relativ zu ΔT lösen:
| ΔT = ΔQ / (m * c) |
Für ein berechnetes Beispiel für einen Verlust von 40 Kilojoule Wärme müssen wir daher die Eismasse und ihre spezifische Wärmekapazität kennen. Nach dem Ersetzen der bekannten Werte in die Formel erhalten wir das Ergebnis einer Änderung der Eistemperatur in Grad Celsius.
