Um dies zu berechnen, müssen wir die physikalische Größe kennen, die die Menge an Wärme, die vom Eis entfernt werden muss, mit seiner Masse und Temperatur verbindet:
wobei Q die Wärmemenge ist, m die Eismasse ist, L die spezifische Schmelzwärme des Eises ist.
Jetzt müssen wir den Wert der spezifischen Schmelzwärme des Eises herausfinden. Es entspricht 334 KJ / kg.
Nachdem wir jetzt alle notwendigen Werte kennen, können wir sie in eine Formel einfügen und die Menge an Wärme berechnen, die vom Eis weggenommen werden muss:
Eigenschaften von Eis
Schmelzpunkt von Eis ist 0°C bei normalem atmosphärischem Druck. Dies bedeutet, dass das Eis bei steigender Temperatur in einen flüssigen Zustand übergeht - Wasser. Der umgekehrte Prozess, wenn Wasser gefriert und sich in Eis verwandelt, tritt auf, wenn die Temperatur auf 0 ° C sinkt.
Eis hat eine hohe Wärmekapazität, was bedeutet, dass eine große Menge an Wärme benötigt wird, um seine Temperatur zu erhitzen. Daher wird Eis als Kältemittel verwendet, um Lebensmittel und Medikamente zu konservieren und Flüssigkeiten in verschiedenen Prozessen zu kühlen.
Wärmeleitfähigkeit von Eis ist auch eine wichtige Eigenschaft. Das Eis hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, die es ermöglicht, seine Temperatur für eine lange Zeit niedrig zu halten und auch als wärmeisolierendes Material verwendet zu werden.
Eis hat eine gewisse physikalische Festigkeit, aber bei längerer Einwirkung von Druck oder Reibung kann es zerstört werden. Diese Eiseigenschaft wird in Kühlgeräten zur Herstellung von Eiswürfeln sowie in Eissportarten wie Hockey oder Eiskunstlauf verwendet.
Eine weitere wichtige Eigenschaft von Eis ist sein volumetrischer Ausdehnungskoeffizient. Das Eis dehnt sich beim Einfrieren aus, so dass Wasser im Boden oder in porösen Materialien ihre Struktur beschädigen kann.
Schmelzpunkt von Eis
Der Schmelzpunkt des Eises kann jedoch geändert werden, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. Zum Beispiel ermöglicht das Hinzufügen von Salz zu Eis, dass es bei niedrigeren Temperaturen schmilzt, da das Salz die Gefriertemperatur des Wassers senkt.
Sie können die Formel verwenden, um die Schmelztemperatur des Eises in umgekehrter Richtung zu berechnen, dh die Temperatur zu bestimmen, bei der das Eis abgekühlt und zu Flüssigkeit wird:
| ΔT = Q / (m * c) |
- ΔT ist die Temperaturänderung (Kühlung) des Eises, ausgedrückt in Grad Celsius
- Q ist die vom Eis übertragene Wärmemenge, ausgedrückt in J (Joule)
- m ist die Eismasse, ausgedrückt in kg (Kilogramm)
- c - die spezifische Wärmekapazität von Eis beträgt 2.09 J / g ° C (Joule pro Gramm pro Grad Celsius)
Um die Schmelztemperatur von Eis mit einem Gewicht von 50 kg zu berechnen, müssen Sie daher die Menge an Wärme kennen, die vom Eis übertragen wird (Q), sowie die spezifische Wärmekapazität von Eis (c). Wenn Sie diese Werte kennen, können Sie sie in eine Formel einfügen und die Änderung der Eistemperatur in Grad Celsius (ΔT) bestimmen.
Eis-Wärmekapazität
Die Wärmekapazität des Eises hängt von seiner Masse ab und beträgt ungefähr 2,09 J / (g · ° C). Um Eis mit einem Gewicht von 50 kg für eine bestimmte Anzahl von Grad zu kühlen, müssen Sie daher die Masse mit der Wärmekapazität und der Temperaturänderung multiplizieren.
- Q ist die Wärmemenge in J;
- m - Eismasse in kg;
- c - die Wärmekapazität des Eises in J/(g *°C·;
- ΔT - Änderung der Eistemperatur in °C.
Wir können berechnen, wie viel Grad Eis mit einem Gewicht von 50 kg abgekühlt wird, indem wir die Werte in die Formel einfügen.
Formel für die Berechnung
Um zu berechnen, wie viel Grad Eis mit einem Gewicht von 50 kg abgekühlt wird, können Sie die Formel verwenden:
ΔT = (m × C × DTfr) ÷ (m × Cl)
- ΔT - Temperaturänderung;
- m - die Masse des Eises;
- C - spezifische Wärmekapazität des Stoffes;
- DTfr - die Differenz der Gefriertemperaturen;
- Sl ist die spezifische Wärmekapazität von Eis.
Bei Eis beträgt die spezifische Wärmekapazität etwa 2,09 J ·g * ° C und die Differenz der Gefriertemperaturen beträgt 0 °C.
Indem Sie die Werte in die Formel einfügen, können Sie eine genaue Berechnung der Eistemperaturänderung erhalten.
Berechnungsbeispiel
Um zu berechnen, wie viel Grad Eis mit einem Gewicht von 50 kg abgekühlt wird, verwenden wir die Formel:
Q = m * c * ΔT
- Q ist die Menge an Wärme (in Joule), die vom Körper übertragen oder erhalten wird
- m - Körpergewicht (in kg)
- c ist die spezifische Wärmekapazität des Stoffes (in Joule pro Kilogramm-Grad)
- ΔT - Temperaturänderung (in Grad Celsius)
Die spezifische Wärmekapazität von Eis beträgt 2090 J/ (kg · ° C). Ersetzen wir die bekannten Werte in die Formel:
Q = 50 kg * 2090 J/(kg*°C) * DT
Angenommen, das Eis beginnt bei einer Temperatur von 0 ° C und wird auf eine Temperatur von T°C abgekühlt. Dann wird die Temperaturänderung von DT gleich sein:
Ersetzen wir diesen Wert in die Formel:
Q = 50 kg * 2090 J/(kg·°C) * T
Jetzt ist es möglich, die Gleichung relativ zu T zu lösen:
T = Q / (50 kg * 2090 J/(kg·°C))
Um also zu berechnen, wie viel Grad Eis mit einem Gewicht von 50 kg abgekühlt wird, ist es notwendig, die Menge an Wärme zu kennen, die vom Eis übertragen oder empfangen wird.
In diesem Artikel haben wir uns die Frage angesehen, wie viel Grad Eis mit einem Gewicht von 50 kg abkühlen wird. Wir haben festgestellt, dass die Formel für die Berechnung der Eistemperaturänderung berücksichtigt werden muss:
Q = m * c * ΔT
- Q - die Menge an Wärme, die vom System übertragen oder empfangen wird (in Joule);
- m - masse der Substanz (in Kilogramm);
- c - spezifische Wärmekapazität des Stoffes (in Joule pro Grad Celsius);
- ΔT - temperaturänderung (in Grad Celsius).
Indem wir die bekannten Werte in die Formel einfügen – die Eismasse von 50 kg und die spezifische Eiswärmekapazität von 2100 j / kg · ° C - können wir eine Änderung der Eistemperatur feststellen. Die Antwort hängt von der Größe der übertragenen Wärme ab und kann in der Praxis durch Messungen bestimmt werden.
Mit dieser Formel können Sie daher die Kühlung des Eises berechnen und bestimmen, um wie viele Grad seine Temperatur unter bestimmten Bedingungen abnimmt.
