Esempio di calore di fusione Problema: scioglimento del ghiaccio

Calcola l'energia necessaria per trasformare un solido in un liquido

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Il calore di fusione è la quantità di energia termica necessaria per cambiare il stato della materia di una sostanza da a solido ad un liquido . È anche noto come entalpia di fusione. Le sue unità sono solitamente Joule per grammo (J/g) o calorie per grammo (cal/g). Questo problema di esempio mostra come calcolare la quantità di energia richiesta per sciogliere un campione di ghiaccio d'acqua.

Punti chiave: calore di fusione per lo scioglimento del ghiaccio

• Il calore di fusione è la quantità di energia sotto forma di calore necessaria per cambiare lo stato della materia da solido a liquido (fusione).
• La formula per calcolare il calore di fusione è: q = m·ΔH_f
• Nota che la temperatura non cambia effettivamente quando la materia cambia stato, quindi non è nell'equazione o necessaria per il calcolo.
• Fatta eccezione per la fusione dell'elio, il calore di fusione è sempre un valore positivo.

Esempio di problema

Qual è il calore in Joule necessario per sciogliere 25 grammi di ghiaccio? Qual è il calore in calorie?

Informazioni utili: Calore di fusione dell'acqua = 334 J/g = 80 cal/g

Soluzione

Nel problema è dato il calore di fusione. Questo non è un numero che dovresti conoscere a menadito. Esistono tabelle chimiche che indicano i valori comuni del calore di fusione.

Per risolvere questo problema, avrai bisogno della formula che mette in relazione l'energia termica con la massa e il calore di fusione:
q = m·ΔH_f
dove
q = energia termica
m = massa
ΔH_f= calore di fusione

Temperatura non è da nessuna parte nell'equazione perché non cambia quando la materia cambia stato. L'equazione è semplice, quindi la chiave è assicurarsi di utilizzare le unità giuste per la risposta.

Per ottenere calore in Joule:
q = (25 g)x(334 J/g)
q = 8350 J
Altrettanto facile esprimere il calore in termini di calorie:
q = m·ΔH_f
q = (25 g)x(80 cal/g)
q = 2000 cal
Risposta: La quantità di calore necessaria per sciogliere 25 grammi di ghiaccio è di 8.350 Joule o 2.000 calorie.

Nota: Il calore di fusione dovrebbe essere un valore positivo. (L'eccezione è l'elio.) Se ottieni un numero negativo, controlla i tuoi calcoli.