Feladat
2. Egy termoszban 0,5 liter 25 oC-os üdítő van.
Hány gramm –10 oC-os jeget tegyünk az üdítőbe, ha azt szeretnénk, hogy a közös hőmérséklet kialakulása után 10 oC-os folyadékot kapjunk?
(A hőveszteségek és a termosz hőfelvétele elhanyagolható.
A jég fajhője 2,1 kJ/kg·oC, olvadáshője 335 kJ/kg, a víz és az üdítő fajhője 4,2 kJ/kg·oC, az üdítő sűrűsége 1000 kg/m3.)
Hány gramm –10 oC-os jeget tegyünk az üdítőbe, ha azt szeretnénk, hogy a közös hőmérséklet kialakulása után 10 oC-os folyadékot kapjunk?
(A hőveszteségek és a termosz hőfelvétele elhanyagolható.
A jég fajhője 2,1 kJ/kg·oC, olvadáshője 335 kJ/kg, a víz és az üdítő fajhője 4,2 kJ/kg·oC, az üdítő sűrűsége 1000 kg/m3.)
Megoldás
Adatok:
V_ü = 0,5 dm3, t_ü = 25 oC,
t_j = –10 oC,
t_k = 10 oC,
c_j = 2,1 kJ/kg· oC,
L_o = 335 kJ/kg,
c_v= cü = 4,2 kJ/kg·oC,
rho_ü = 1000 kg/m3.
Az üdítő tömegének megadása:
m_ü = rho_ü*V_ü = kg.
Az üdítő energiaváltozásának meghatározása:
Q_le = c_ü*m_ü*(t_ü - t_k)
Q_le = kJ
Az energiamegmaradás megfogalmazása az üdítő-jég rendszerre:
Q_le = Q_fel Q
A jég energiaváltozásának felírása a hőmérséklet-változások segítségével:
Q = c_j* m_j* (t0 - tj) + L_o* m_j + c_v* m_j* (t_k - t0)
ahol to = oC a jég olvadáspontja.
A jég tömegének meghatározása:
m_j = Q/(c_j* (t0 - tj) + L_o + c_v* (t_k - t0))
m_j = kg = g
| a) | Összesen |
|---|---|
| 18 pont | 18 pont |
