Fusjonsvarme Eksempelproblem: Smeltende is

Beregn energien som trengs for å endre et fast stoff til en væske

Leonid Ikan / Getty Images

Fusjonsvarme er mengden varmeenergi som kreves for å endre når det gjelder av et stoff fra en fast til en væske . Det er også kjent som fusjonsentalpi. Enhetene er vanligvis Joule per gram (J/g) eller kalorier per gram (cal/g). Dette eksempelet viser hvordan man beregner mengden energi som kreves for å smelte en prøve av vannis.

Viktige takeaways: Fusjonsvarme for smelting av is

• Fusjonsvarme er mengden energi i form av varme som trengs for å endre materiens tilstand fra et fast stoff til en væske (smelting.)
• Formelen for å beregne fusjonsvarme er: q = m·ΔH_f
• Merk at temperaturen faktisk ikke endres når materie endrer tilstand, så den er ikke i ligningen eller nødvendig for beregningen.
• Bortsett fra smelting av helium, er fusjonsvarme alltid en positiv verdi.

Eksempel Problem

Hva er varmen i Joule som kreves for å smelte 25 gram is? Hva er varmen i kalorier?

Nyttig informasjon: Fusjonsvarme av vann = 334 J/g = 80 cal/g

Løsning

I problemet er fusjonsvarmen gitt. Dette er ikke et tall du forventes å vite fra toppen av hodet. Det er kjemitabeller som angir vanlige fusjonsvarmeverdier.

For å løse dette problemet trenger du formelen som relaterer varmeenergi til masse og fusjonsvarme:
q = m·AH_f
hvor
q = varme energi
m = masse
ΔH_f= fusjonsvarme

Temperatur er ikke noe sted i ligningen fordi det endrer seg ikke når materie endrer tilstand. Ligningen er grei, så nøkkelen er å sørge for at du bruker de riktige enhetene for svaret.

For å få varme i Joules:
q = (25 g)x(334 J/g)
q = 8350 J
Det er like enkelt å uttrykke varmen i form av kalorier:
q = m·AH_f
q = (25 g)x(80 cal/g)
q = 2000 cal
Svar: Mengden varme som kreves for å smelte 25 gram is er 8350 joule eller 2000 kalorier.

Merk: Fusjonsvarme bør være en positiv verdi. (Unntaket er helium.) Hvis du får et negativt tall, sjekk regnestykket.