Primer težave s talilno toploto: taljenje ledu

Izračunajte energijo, potrebno za spremembo trdne snovi v tekočino

Leonid Ikan / Getty Images

Toplota fuzije je količina toplotne energije, ki je potrebna za spremembo agregatno stanje snovi iz a trdna do a tekočina . Znana je tudi kot fuzijska entalpija. Njene enote so običajno jouli na gram (J/g) ali kalorije na gram (cal/g). Ta primer težave prikazuje, kako izračunati količino energije, potrebno za taljenje vzorca vodnega ledu.

Ključni zaključki: fuzijska toplota za taljenje ledu

• Fuzijska toplota je količina energije v obliki toplote, ki je potrebna za spremembo agregatnega stanja iz trdnega v tekoče (taljenje).
• Formula za izračun talilne toplote je: q = m·ΔH_f
• Upoštevajte, da se temperatura dejansko ne spremeni, ko snov spremeni stanje, zato ni v enačbi in ni potrebna za izračun.
• Z izjemo talilnega helija je talilna toplota vedno pozitivna vrednost.

Primer težave

Kolikšna je toplota v joulih, ki je potrebna za taljenje 25 gramov ledu? Kaj je toplota v kalorijah?

Koristne informacije: Talilna toplota vode = 334 J/g = 80 cal/g

rešitev

V problemu je podana talilna toplota. To ni številka, ki bi jo morali vedeti na pamet. Obstajajo kemijske tabele, ki navajajo skupne vrednosti talilne toplote.

Za rešitev tega problema boste potrebovali formulo, ki povezuje toplotno energijo z maso in talilno toploto:
q = m·ΔH_f
kje
q = toplotna energija
m = masa
ΔH_f= talilna toplota

Temperatura ni nikjer v enačbi, ker ne spremeni se ko snov spremeni stanje. Enačba je preprosta, zato je ključnega pomena zagotoviti, da za odgovor uporabljate prave enote.

Če želite pridobiti toploto v joulih:
q = (25 g) x (334 J/g)
q = 8350 J
Toploto je prav tako enostavno izraziti v kalorijah:
q = m·ΔH_f
q = (25 g) x (80 kal/g)
q = 2000 kal
odgovor: Količina toplote, ki je potrebna za taljenje 25 gramov ledu, je 8350 joulov ali 2000 kalorij.

Opomba: Talilna toplota mora biti pozitivna vrednost. (Izjema je helij.) Če dobite negativno število, preverite svojo matematiko.