Eli siis mielessäni on seuravaa kysymys, johon toivon asiallista apua mahdollisimman pian...
Jääpalan sulamiseen kuluu 6,0 kJ energiaa. Jääpalat pistetään kahteen eri astiaan, joissa on vettä ja niiden lämpötilat ovat 100°C ja 80°C. Jääpalat laitetaan sulamaan astoissa olevaan veteen. Olomuodon muutoksen jälkeen astioissa olevien vesien loppulämpötilat ovat tietenkin eri, mutta onko niiden lämpötilan muutokset yhtäsuuret? Jäähtyykö vesi siis yhtä paljon riippumatta sen alkuperäisestä lämpötilasta?
Kiitos jo etukäteen asiallisesta avusta, jos sitä siis tulee!
Jääpalan sulamiseen kuluu 6,0 kJ energiaa. Jääpalat pistetään kahteen eri astiaan, joissa on vettä ja niiden lämpötilat ovat 100°C ja 80°C. Jääpalat laitetaan sulamaan astoissa olevaan veteen. Olomuodon muutoksen jälkeen astioissa olevien vesien loppulämpötilat ovat tietenkin eri, mutta onko niiden lämpötilan muutokset yhtäsuuret? Jäähtyykö vesi siis yhtä paljon riippumatta sen alkuperäisestä lämpötilasta?
Kiitos jo etukäteen asiallisesta avusta, jos sitä siis tulee!
Vastaukset 4
Vanhimmat
Mieti asia ensin kaloreina päässälaskuna. Nolla-asteista jäätä on 1 kg ja kuumaa vettä on kummassakin astiassa 1 kg. Oleta jään sulamislämmöksi 80 kcal.
80 asteisessa astiassa jää sulaa täysin ja lopputulos on 2 kg 0-asteista vettä.
100 asteisessa astiassa jää sulaa ja energiaa on jäljellä 20 kcal eli 10 kcal/kg. Lopputulos on siis 2 kg 10 asteista vettä. Muutos 90 astetta.
Väännä sitten kaavoja paperilla muille jää- ja vesimäärille ja jään lämpötiloille.
Jos ymmärsin asian oikein, niin lämpötilan muutos olisi lineaarinen veden lämpötilan suhteen? Teimme kotona yhden työn, jossa mitattiin jään sulamisen jälkeen lämpötila, jonka jälkeen laskimme saaduista tuloksista lämpötilan muutoksen. (Alussa vesi oli siis 20 asteen välein... 20°C, 40°C... 100°C) Tuloksista ei kuitenkaan tullut lineaarista kuvaajaa, vaan aika-lämpötilan muutos-kuvaajassa laskeva käyrä. Mittauksessa on todennäköisesti käynyt joitain virheitä tai sitten ei vaan kotilaitteistolla tullut tarpeeksi tarkkoja ja järkeviä tuloksia.
Kiitos kuitenkin avusta!
Kyse oli nyt fysiikan peruslaskusta. Oliko siinä jotain epäselvää? Mitä kuumenpaa vesi on, sitä enemmän pitää myös sulaneen jään vettä lämmittää. Se laskee tietysti hiukan lisää lopputuloksen lämpötilaa. Siitä tulee aina se ero. Jos et mitään muuta opi fysikkasta, pyri opettelemaan vastaus ulkoa. Siitä tulee olemaan sinulle valtavasti hyötyä käytännön elämässä. (Kilo jäätä kilo 80 asteista vettä on 2 kg 0-asteista vettä. Kiuhuvasta vedestä tulee 10 asteista.)
En edes pysty kuvittelemaan, mitä kaikkea ulkopuolisia häiriötä kotona tapahtuneessa mittaustilanteessasi oli. Yritä eliminoida niistä suurimmat pois. Termoskannu lienee välttämätön. Aika pitää tietysti minimoida. Pienehkö jäämäärä isohkoon vesimäärään. Pieni lämpötilamuutos, mutta se voidaan mitata hyvällä mittarilla tarkasti.
Jos jään sulamiseen menee 6 kJ, niin sulla on 0°C jäätä 6/333=0,018 kg. Jätetään astian massa huomioon ottamatta. Olkoon astiassa olevan veden lämpötila T0 ja veden massa m ja veden loppulämpötila T.
→ m*4,2*(T0 - T) = 6 0,018*4,2*(T - 0)
→ T = (4,2*T0*m - 6)/(4,2*m 0,018*4,2)
Jos T0 = 100°C ja m = 1 kg, niin T = 96,8°C eli jäähtymä 3,2°C
Jos T0 = 80°C ja m = 1 kg, niin T = 77,2°C eli jäähtymä 2,8°C
Jos T0 = 60°C ja m = 1 kg, niin T = 57,5°C eli jäähtymä 2,5°C
jne...