Beispielproblem der Fusionswärme: Schmelzendes Eis

Berechnen Sie die Energie, die benötigt wird, um einen Feststoff in eine Flüssigkeit umzuwandeln

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Schmelzwärme ist die Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um die zu ändern Aggregatszustand eines Stoffes aus a fest zu einem Flüssigkeit . Sie wird auch als Schmelzenthalpie bezeichnet. Seine Einheiten sind normalerweise Joule pro Gramm (J/g) oder Kalorien pro Gramm (cal/g). Diese Beispielaufgabe zeigt, wie man die Energiemenge berechnet, die erforderlich ist, um eine Wassereisprobe zu schmelzen.

SCHLUSSELERKENNTNISSE: Schmelzwärme für schmelzendes Eis

• Schmelzwärme ist die Energiemenge in Form von Wärme, die benötigt wird, um den Aggregatzustand von fest in flüssig zu ändern (Schmelzen).
• Die Formel zur Berechnung der Schmelzwärme lautet: q = m·ΔH_f
• Beachten Sie, dass sich die Temperatur nicht wirklich ändert, wenn die Materie ihren Zustand ändert, also ist sie nicht in der Gleichung oder wird für die Berechnung benötigt.
• Außer beim schmelzenden Helium ist die Schmelzwärme immer ein positiver Wert.

Beispielproblem

Wie groß ist die Wärme in Joule, die benötigt wird, um 25 Gramm Eis zu schmelzen? Was ist die Wärme in Kalorien?

Nützliche Informationen: Schmelzwärme von Wasser = 334 J/g = 80 cal/g

Lösung

In der Aufgabe ist die Schmelzwärme angegeben. Dies ist keine Zahl, von der Sie erwarten, dass Sie sie auf Anhieb kennen. Es gibt Chemietabellen, die gemeinsame Schmelzwärmewerte angeben.

Um dieses Problem zu lösen, benötigen Sie die Formel, die Wärmeenergie mit Masse und Schmelzwärme in Beziehung setzt:
q = m·ΔH_f
wo
q = Wärmeenergie
m = Masse
ΔH_f= Schmelzwärme

Temperatur steht nirgendwo in der Gleichung, weil es ändert sich nicht wenn Materie ihren Zustand ändert. Die Gleichung ist einfach, daher ist der Schlüssel, sicherzustellen, dass Sie die richtigen Einheiten für die Antwort verwenden.

So erhalten Sie Wärme in Joule:
q = (25g)x(334J/g)
q = 8350 J
Genauso einfach lässt sich die Wärme in Kalorien ausdrücken:
q = m·ΔH_f
q = (25 g) x (80 kcal/g)
q = 2000 Kal
Antworten: Die zum Schmelzen von 25 Gramm Eis erforderliche Wärmemenge beträgt 8.350 Joule oder 2.000 Kalorien.

Notiz: Die Schmelzwärme sollte ein positiver Wert sein. (Die Ausnahme ist Helium.) Wenn Sie eine negative Zahl erhalten, überprüfen Sie Ihre Mathematik.