Termoskannussa on 0,4kg vettä 20Cels lämpötilassa. Oletetaan, että kannun lämpökapasiteetti on hyvin pieni ja lämmönvaihto ympäristön kanssa olematon. Kannuun laitetaan 0,1kg nolla-asteista jäätä. Mikä seuraavista väitteistä kuvaa tilanteen kannussa oikein, kun lämpötilaerot ovat tasaantuneet:
A Kannussa on vettä ja jäätä 0Cels lämpötilassa.
B Kannussa on 0,5kg vettä noin 0Cels lämpötilassa.
C Kannussa on 0,5kg vettä noin 4Cels lämpötilassa.
Veden c=4190 J/(kgCels) ja jään ominaissulamislämpö on 333000 J/kg
Olen vuoden yrittänyt ratkaista tätä mutta ei onnistu...
lasku ja tarvittaessa
lyhyt selitys
5
572
Vastaukset
Koska energia säilyy
delta E = E_sul. delta E_lämp.
delta E- lakjdhkhasdf
Aina nolla, koska jää pitää veden nolla-asteisena niin kauan kuin sitä on vielä jäljellä!!!!
- Simppeli
333000/4190 = noin 80.
Eli kg jäätä ja kg 80 asteista vettä tuottaa 2kg 0 asteista vettä.
Jos vettä on 4 kertaa jäätä enemmän,
niin 80/4 = 20 asteinen vesi sulattaa jään. - keemikko
En tiedä onko tästä kenellekään mitään apua, mutta itse ratkaisisin tehtävän päissäni, eikun päässäni, suurinpiirtein näin:
Kannussa on jäätä ja lämmintä vettä. Jään sulattamiseen tarvitaan varmaan lämpöä. Lämpöä saadaan tässä tapauksessa lämpimästä vedestä. Lasketaan siis paljonko lämpöä meillä on käytössä maksimissaan, kun jään sulattamiseen vaaditaan nolla asteista vettä. 0,4kg ja 20C vastaa lämpömäärää (c=4190J/kgC, jos tuosta haluaa jouleja on kerrottava varmaan kiloilla ja celsiuksilla) 0,4*20*4,2kJ=33,6kJ.
Jään sulattamiseen vaaditaan 333kJ/kg eli 33,3kJ sadalle grammalle. Meillä on siis riittävästi lämpöä jään sulattamiseen ja vielä jää 300J yli, hieno homma. Tuo ylijäämähän voidaan uhrata vaikka sulamisveden lämmittämiseen. Vaiheessa kaksi meillä on siis 0,1kg 0C ja 300J vettä. Lasketaanpa ensin missä lämpötilassa on tuo 300 jouleinen vesi. Aiemmin kerrottiin, nyt jaetaan (edellisestä yhtälöstä nähdään, että pitää heittää tunnetut arvot "on"-merkin toiselle puolelle alakertaan): 300/(4200*0,4)=(nyt menee vaikeaksi) 5/28? (pyöristetäänpä vähän) =5/30=1/6C = 0,16C.
No niin, vaihe 2:
0,1kg 0C vettä ja 0,4kg 0,16C vettä sekoitetaan. No tuostahan jo löytyisi vastaus. Mutta lasketaan nyt kuitenkin. Veden lämpötilahan asettuu massojen suhteen mukaisesti. Lämpötilaero on 0,16C, massojen suhde 0,1:0,4 eli 1:4, joten jaetaan lämpötilaero viiteen osaan. Isompi massa tietysti siirtää tasapainon puolelleen, joten voidaan päätellä että lämmin vesi jäähtyy yhden osan ja kylmä vesi lämpenee neljä osaa. Lasketaan vaikkapa lämpimän veden kautta. Lämpötilaksi tulee 0,16C - 1/5*0,16C =4/5*0,16C = 0,13C. Kylmän veden kautta saataisiin 0C 4/5*0,16C, eli sama kuin edellä. Tulos on niin lähellä aiemmin esitettyä tarkkaa ratkaisua, että lienee oikein?
Siis vaihtoehto B on oikein.- ymmärsinkö nyt oikein?
Energiaa on käytettävissä sulattamiseen yhteensä:
Q=4190*0,4kg*20
Q=33520J
Jään sulattamiseen kuluu energiaa yhteensä:
Q=0,1kg*333000J
Q=33300J
Nähdään että energiaa on riittävästi jään sulattamiseen:
33520J-33300J=220J
Energiaa jää siis 220J ylinmääräistä, joka kuluu veden lämmittämiseen:
4190*0,5kg*T=220J
T=220J/(4190*0,5kg)
T=0,11 Cels
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Persujen kannatusromahduksen syynä bensan ja kaljan hinnan nostot
Marinin aikaan bensalitra 1,3e ja laatikon Sandelsia sai Lidlistaä 22 eurolla. Nyt hinnat ovat nousseet noin 50 prosent2403365Juhana Vartiainen(ex-sd): Köyhien pitää tehdä jotain elämälleen säilyttääkseen tukensa
Juhana Vartiainen ehdottaa Suomeen ”Tanskan mallia”, jossa sosiaaliturvaa saadakseen pitäisi hakea ensisijaisesti etuuks2483123Kuka tekee näitä aloituksia
jotka aina ovat tällaisia.... Nämä on jonkun saman ihmisen käsialaa, joka paukuttaa tänne loputtomasti ketjuja, joissa352692Miksi tunnustukselliset muslimit saapuvat länteen?
Onko koskaan kysytty, että miksi islamilaisesta maailmasta tuleva tunnustuksellinen muslimi tarvitsisi turvapaikkaa väär2372372En ymmärrä näitä SDP:n ja muun vasemmiston kannattajia
Eivätkö ihmiset tiedä, että Suomen ongelmat johtuvat vasemmistolaisesta yhteiskuntamallista? Suomessa on ollut vasemmis1251675Mikä on mielestäsi paras miestyyppi?
Esimerkit kärjistettyinä: a) perustavallinen/tasainen b) himourheilija c) varakas, turvallinen elättäjä d) puolikrimina2161437Sofia servasi Pikku-Villen suvereenisti
– Ihanko tosissaan tuleva sosiaali- ja terveysministeri hyökkää oppositiopuolueen puheenjohtajaa vastaan siksi, että täm111255Rippituoli
Kerro joku synkkä tai outo salaisuus, joka liittyy ikävääsi kaivattuasi kohtaan. Tee tunnustus anonyyminä. Se helpottaa951230Rydmanin nousu sote-ministeriksi on kauttaaltaan irvokas
Mutta samalla se oli ainut todennäköinen lopputulema. Se myös alleviivaa sitä, mistä tällä hallituksella ja aivan erityi2161223- 1181032