Fusiewarmte Voorbeeld Probleem: smeltend ijs

Bereken de energie die nodig is om een ​​vaste stof in een vloeistof te veranderen

Leonid Ikan / Getty Images

Fusiewarmte is de hoeveelheid warmte-energie die nodig is om de stand van zaken van een stof uit a stevig naar een vloeistof . Het is ook bekend als fusie-enthalpie. De eenheden zijn meestal Joules per gram (J/g) of calorieën per gram (cal/g). Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe je de hoeveelheid energie kunt berekenen die nodig is om een ​​monster waterijs te smelten.

Belangrijkste afhaalrestaurants: Fusiewarmte voor smeltend ijs

• Fusiewarmte is de hoeveelheid energie in de vorm van warmte die nodig is om de toestand van materie te veranderen van een vaste stof in een vloeistof (smelten).
• De formule om de smeltwarmte te berekenen is: q = m·ΔH_f
• Merk op dat de temperatuur niet echt verandert wanneer materie van toestand verandert, dus het is niet in de vergelijking of nodig voor de berekening.
• Behalve smeltend helium is smeltwarmte altijd een positieve waarde.

Voorbeeld probleem

Wat is de warmte in Joules die nodig is om 25 gram ijs te smelten? Wat is de warmte in calorieën?

Bruikbare informatie: Smeltwarmte van water = 334 J/g = 80 cal/g

Oplossing

In het probleem wordt de smeltwarmte gegeven. Dit is geen nummer waarvan je verwacht dat je het uit je hoofd kent. Er zijn chemietabellen die gemeenschappelijke smeltwarmtewaarden aangeven.

Om dit probleem op te lossen, heb je de formule nodig die warmte-energie relateert aan massa en smeltwarmte:
q = m·ΔH_f
waar
q = Warmte energie
m = massa
H_f= smeltwarmte

Temperatuur staat nergens in de vergelijking omdat het verandert niet wanneer materie van toestand verandert. De vergelijking is eenvoudig, dus de sleutel is om ervoor te zorgen dat u de juiste eenheden voor het antwoord gebruikt.

Om warmte in Joules te krijgen:
q = (25 g) x (334 J/g)
q = 8350 J
Het is net zo eenvoudig om de warmte uit te drukken in calorieën:
q = m·ΔH_f
q = (25 g) x (80 cal/g)
q = 2000 cal
Antwoorden: De hoeveelheid warmte die nodig is om 25 gram ijs te smelten is 8.350 joule of 2.000 calorieën.

Opmerking: Fusiewarmte zou een positieve waarde moeten zijn. (De uitzondering is helium.) Als je een negatief getal krijgt, controleer dan je wiskunde.