Soru:
20 gram buzun sıcaklığı -10°C'dir. Buz, tamamen 110°C'deki su buharına dönüştürülmek isteniyor. Toplam verilmesi gereken ısı enerjisi kaç kaloridir?
(Buzun öz ısısı: \(c_b = 0,5 \ cal/g°C\), Suyun öz ısısı: \(c_s = 1 \ cal/g°C\), Su buharının öz ısısı: \(c_{bu} = 0,48 \ cal/g°C\), Buzun erime ısısı: \(L_e = 80 \ cal/g\), Suyun buharlaşma ısısı: \(L_b = 540 \ cal/g\))
Çözüm:
💡 Toplam ısıyı bulmak için tüm süreçleri aşamalandırmalı ve her aşama için gereken ısıyı hesaplamalıyız.
- ➡️ 1. Aşama: Buzu -10°C'den 0°C'ye ısıtalım. \(Q_1 = m \cdot c_b \cdot \Delta T = 20 \cdot 0,5 \cdot (0 - (-10)) = 20 \cdot 0,5 \cdot 10 = 100 \ cal\)
- ➡️ 2. Aşama: 0°C'deki buzu eritelim. \(Q_2 = m \cdot L_e = 20 \cdot 80 = 1600 \ cal\)
- ➡️ 3. Aşama: 0°C'deki suyu 100°C'ye ısıtalım. \(Q_3 = m \cdot c_s \cdot \Delta T = 20 \cdot 1 \cdot (100 - 0) = 2000 \ cal\)
- ➡️ 4. Aşama: 100°C'deki suyu buharlaştıralım. \(Q_4 = m \cdot L_b = 20 \cdot 540 = 10800 \ cal\)
- ➡️ 5. Aşama: 100°C'deki buharı 110°C'ye ısıtalım. \(Q_5 = m \cdot c_{bu} \cdot \Delta T = 20 \cdot 0,48 \cdot (110 - 100) = 20 \cdot 0,48 \cdot 10 = 96 \ cal\)
✅ Toplam Isı: \(Q_{toplam} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5 = 100 + 1600 + 2000 + 10800 + 96 = 14596 \ cal\)
