In un bicchiere ci sono $120 \mathrm{~g}$ di ghiaccio alla temperatura di $-3^{\circ} \mathrm{C}$. Dopo aver assorbito energia pari a $9,0 \mathrm{~kJ}$ parte del ghiaccio si fonde.
Quanto ghiaccio è rimasto nel bicchiere?
Qual è la temperatura dell'acqua liquida?
(Suggerimento: II calore specifico del ghiaccio è $2040 \mathrm{~J} / \mathrm{kg} \mathrm{K.)}$
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Livello 1
@Ellll.i
Possiamo quindi scrivere che:
E_assorbita = m* c_s * DT + M * L
dove:
m= massa di ghiaccio = 0,120 kg
c_s = calore specifico ghiaccio
DT = 3 = variazione di temperatura per portare il ghiaccio alla temperatura di fusione
M = massa di ghiaccio che fonde
L = calore latente di fusione = 3,35*10^5 j/kg
Sostituendo i valori numerici e ricavando la massa M di ghiaccio che fonde:
M = 8266/ (3,35 * 10^5) = 0,024 kg = 24 g
Nel bicchiere è rimasto
Ghiaccio = 120 - 24 = 96g
L'acqua ottenuta dalla fusione del ghiaccio resta alla temperatura di zero gradi centigradi fino a quando non si è fuso tutto il ghiaccio. Una volta che è terminata la transizione di fase, la temperatura riprende a salire.
L'acqua resta a 0 gradi
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Genius II
massa residua m = 120-(9000-2,040*3*120)/333,5 = 95,2 grammi
temperatura dell'acqua sciolta = 0°C
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Genius II
Q = 9000 J; (calore assorbito).
Q1 = c * m * Delta T = 2040 * m * (0° - (-3°) ) = m * 2040 * 3 = 6120 m J (calore per portare una massa m a 0°C.
Lf = calore latente di fusione del ghiaccio che fonde a 0°C.
Calore di fusione = Lf * m = 3,34 * 10^5 * m;
Q = Q1 + Q fusione;
9000 = 6120 * m + 3,34 * 10^5 * m,
m = 9000 / (6120 + 3,34 * 10^5) = 0,026 kg = 26 grammi (ghiaccio che fonde a 0°C).
massa restante = 120 - 26 = 94 grammi di ghiaccio rimasti, in presenza di acqua fredda a 0°C.
Il ghiaccio fondente in presenza di acqua è sempre a 0°C (a pressione atmosferica normale).
Ciao @ellll-i
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Genius II
