Tällaista Jyväskylän yliopiston 94 pääsykoe tehtävää olen yrittänyt laskeskella onnistumatta. Se on jotenkin uniikki.
5,5 kg pala jäätä, jonka lämpötila on -15C, upotetaan 15,0 kg:aan 23-asteista vettä. Järjestelmä oletetaan eristetyksi ympäristöstään. Laske lopputilanne (määrät ja lämpötilat).
Oikea vastaus on 18,8 kg vettä ja 1,7 kg jäätä. Systeemin täytyy siis olla tuolloin nolla asteinen. Minua kiinnostaa lähinnä tietää yhtälön alkumuoto ja se miten yhtälöstä ratkotaan kysytyt suureet.
5,5 kg pala jäätä, jonka lämpötila on -15C, upotetaan 15,0 kg:aan 23-asteista vettä. Järjestelmä oletetaan eristetyksi ympäristöstään. Laske lopputilanne (määrät ja lämpötilat).
Oikea vastaus on 18,8 kg vettä ja 1,7 kg jäätä. Systeemin täytyy siis olla tuolloin nolla asteinen. Minua kiinnostaa lähinnä tietää yhtälön alkumuoto ja se miten yhtälöstä ratkotaan kysytyt suureet.
Vastaukset 1
Vanhimmat
Laskin innoissani sen jo kokonaan:
Jään lämpeneminen 0 asteiseksi jääksi tarvitsee:
Q=2090J/(kg*K)*5,5kg*15K=172425J
Veden lämpöenergiaa vapautuu sen jäähtyessä 0 asteiseks vedeksi:
Q=4190J/(kg*K)*15kg*23K=1445,55kJ
Tällöin jään sulamiseen jää energiaa:
E=1445550J-172425J=1272125J
Jäätä saadaan sulatettua:
m=1272125J/333000J/kg=3,82kg
Tällöin jäätä jää 5,5kg-3,82kg=1,68kg
Ja 0 asteista vettä on 15,0kg 3,82kg=18,82kg
Vastaus näittää olevan oikein, vaikeuden tehtävään varmaan teki että jää ei sula kokonaan.