Der Prozess der Umwandlung von Eis in Dampf ist eines der wichtigsten Beispiele für einen Phasenübergang in der Natur. Dieser Prozess ist sehr lehrreich, da er veranschaulichen kann, wie sich die verschiedenen Zustände einer Substanz ändern können, wenn sich die Bedingungen ändern. Und obwohl die meisten von uns wissen, dass eine Erwärmung erforderlich ist, um Eis in Dampf umzuwandeln, wissen nicht alle genau, wie viele Kilogramm Steinkohle dafür verbrannt werden müssen.
Erstens ist es erwähnenswert, dass eine ausreichend große Menge an Wärme benötigt wird, um das Eis in Dampf zu verwandeln. Um diese Menge zu berechnen, sollten Sie herausfinden, wie viel Energie zum Erhitzen und Umwandeln von 1 kg Eis in Dampf benötigt wird. Nach physikalischen Gesetzen beträgt dieser Wert etwa 2 260 KJ (Kilo Joule).
Um nun herauszufinden, wie viele Kilogramm Steinkohle verbrannt werden müssen, müssen wir wissen, wie viel Energie bei der Verbrennung dieser Kohle freigesetzt wird. Normalerweise hat Steinkohle einen Heizwert von etwa 25 MJ / kg (Mega Joule). Daher werden knapp 90 kg Steinkohle benötigt, um diesen Phasenübergang durchzuführen.
Berechnung der Menge an Steinkohle, um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln
Um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln, ist es notwendig, eine bestimmte Menge an Steinkohle zu verbrennen. Lassen Sie uns eine Berechnung durchführen:
1 kg Eis benötigt 0,7 kg Steinkohle, um es in Dampf umzuwandeln. Um also 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln, benötigen wir:
100 kg Eis * 0,7 kg Steinkohle/1 kg Eis = 70 kg Steinkohle
Um also 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln, müssen 70 kg Steinkohle verbrannt werden.
Wie kann ich Eis in Dampf umwandeln und wie viel Kohle wird benötigt?
Der Prozess der Umwandlung von Eis in Dampf wird als Verdunstung bezeichnet. Die Verdampfung erfolgt, wenn die Temperatur des Eises auf den Siedepunkt ansteigt und es weiter in einen gasförmigen Zustand umwandelt. Um dies zu tun, müssen Sie der Substanz Energie hinzufügen.
Wenn das Eis bei einem atmosphärischen Druck (0,1 MPa) den Siedepunkt erreicht, beginnt es sich ohne Temperaturänderung in Dampf umzuwandeln. Um 1 kg Eis in 1 kg Dampf umzuwandeln, werden 2 260.000 J Wärme benötigt.
Um zu berechnen, wie viele Kilogramm Steinkohle verbrannt werden müssen, um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln, müssen Sie die Menge an Energie kennen, die bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt wird. Kohle enthält normalerweise etwa 24 MJ Energie pro 1 kg. Daher werden etwa 94 kg Steinkohle benötigt, um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln.
Die Menge an Kilogramm Steinkohle, um 100 kg Eis in Dampf zu übertragen
Um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln, ist es notwendig, eine bestimmte Menge an Kilogramm Steinkohle zu verbrennen. Die Menge an Steinkohle, die für diesen Prozess benötigt wird, hängt von den grundlegenden physikalischen Gesetzen und Eigenschaften der Substanzen ab.
Steinkohle hat einen hohen Energiewert und ist eine der wichtigsten Energiequellen der Welt. Die Verbrennung von Steinkohle führt zur Freisetzung von Wärme, die es ermöglicht, Eis in Wasserdampf umzuwandeln.
Um die Anzahl der Kilogramm Steinkohle zu berechnen, muss die spezifische Verbrennungswärme der Kohle berücksichtigt werden, die angibt, wie viel Wärme bei vollständiger Verbrennung einer Kohlemasse freigesetzt wird. Es ist auch notwendig, die Schmelzwärme von Eis und die Verdampfungswärme von Wasser zu berücksichtigen.
Die spezifische Verbrennungswärme von Steinkohle beträgt etwa 25,09 MJ / kg. Die Schmelzwärme von Eis beträgt 334,39 KJ / kg und die Verdampfungswärme von Wasser beträgt 2 257,0 KJ / kg. Unter Berücksichtigung dieser Daten können Berechnungen durchgeführt werden.
Um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln, müssen zwei Schritte berücksichtigt werden: die erste ist die Umwandlung von Eis in Wasser und die zweite ist die Umwandlung von Wasser in Dampf.
Zuerst berechnen wir die Menge an Wärme, die benötigt wird, um 100 kg Eis in Wasser umzuwandeln. Die Formel für diese Berechnung lautet wie folgt:
wobei Q die Wärmemenge ist, m die Masse der Substanz (100 kg), L die spezifische Schmelzwärme von Eis (334,39 KJ / kg).
Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Q = 100 kg * 334,39 KJ/kg = 33.439 KJ.
Jetzt berechnen wir die Menge an Wärme, die benötigt wird, um Wasser in Dampf umzuwandeln. Die Formel für diese Berechnung lautet wie folgt:
wobei Q die Wärmemenge ist, m das Gewicht des Stoffes (100 kg), L die spezifische Verdampfungswärme von Wasser (2 257,0 KJ / kg).
Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Q = 100 kg * 2 257,0 KJ/kg = 225 700 KJ.
Jetzt können Sie die Gesamtwärmemenge berechnen, die benötigt wird, um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln:
Q = 33 439 KJ + 225 700 KJ = 259 139 KJ.
Um die Anzahl der Kilogramm Steinkohle zu berechnen, berücksichtigen wir die spezifische Verbrennungswärme von Kohle:
wobei Q die Wärmemenge (259 139 KJ) ist, m die Masse der Substanz (kg) ist, Q_winkel ist die spezifische Verbrennungswärme von Steinkohle (25,09 MJ / kg).
Ersetzen Sie die Werte und berechnen Sie die Anzahl der Kilogramm Steinkohle:
259 139 KJ = m * 25,09 MJ/kg
m = 259 139 KJ / 25,09 mj/kg = 10,32 kg.
Somit werden etwa 10,32 kg Steinkohle benötigt, um 100 kg Eis in Dampf umzuwandeln.
