Objek dengan massa 2 kg, suhu 315 ^ oC, dan panas spesifik 12 (KJ) / (kg * K) dijatuhkan ke dalam wadah dengan 37 L air pada 0 ^ oC. Apakah airnya menguap? Jika tidak, seberapa banyak perubahan suhu air?

Menjawab:

Airnya tidak menguap. Suhu akhir air adalah:

# T = 42 ^ oC #

Jadi perubahan suhu:

# ΔT = 42 ^ oC #

Penjelasan:

Total panas, jika keduanya tetap dalam fase yang sama, adalah:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Panas awal (sebelum pencampuran)

Dimana # Q_1 # adalah panas air dan # Q_2 # panas dari objek. Karena itu:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T_1 + m_2 * c_ (p_2) * T_2 #

Sekarang kita harus setuju bahwa:

• Kapasitas panas air adalah:

#c_ (p_1) = 1 (kcal) / (kg * K) = 4,18 (kJ) / (kg * K) #

• Kepadatan air adalah:

# ρ = 1 (kg) / (lit) => 1lit = 1kg -> # jadi kg dan liter sama dalam air.

Jadi kita punya:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37kg * 4,18 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273) K + 2kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 + 273) K #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18 kJ #

Panas akhir (setelah pencampuran)

• Suhu akhir air dan benda adalah umum.

# T_1 '= T_2' = T #

• Juga, total panasnya sama.

# Q_1 '+ Q_2' = Q_1 + Q + 2 #

Karena itu:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T + m_2 * c_ (p_2) * T #

Gunakan persamaan untuk menemukan suhu akhir:

# Q_1 + Q_2 = T * (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (Q_1 + Q_2) / (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (56334,18) / (37 * 4,18 + 2 * 12) (kJ) / (kg * (kJ) / (kg * K) #

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

Asalkan tekanan di atmosfer, air tidak menguap, karena titik didihnya adalah # 100 ^ oC #. Suhu akhir adalah:

# T = 42 ^ oC #

Jadi perubahan suhu:

# ΔT = | T_2-T_1 | = | 42-0 | = 42 ^ oC #