В един бар има кофа с лед, в която част от леда се е стопила. Барманът поставя кубче лед с тегло 20 грама в изолирана чаша, съдържаща 100 грама вода при 20 градуса по Целзий. Ще се стопи ли кубчето лед напълно? Каква ще бъде крайната температура на водата в чашата?
Решение
Специфичната топлина (Sh) на веществото е количеството топлина, необходимо за промяна на температурата от 1 грам на веществото с един градус по Целзий. По дефиниция специфичната топлина на водата е 1,0 и това количество топлина се нарича a топлина. Хранителните етикети отчитат килокалории, които съответстват на 1000 калории.
Проблемът може да бъде решен чрез разделянето му на две части. 1) Количеството енергия, необходимо за топене на леда, е Wi × Hf, където Wi е теглото на леда. 2) 20-те грама вода, получени при топене на леда, трябва да се нагреят от 0 ° C, което е температурата на леда, до крайната температура Tf.
Където
Wi = тегло на леда = 20g
Hf = топлина на сливане = 80 калории/грам
Ww = тегло на водата = 100g
Tf = крайна температура
Twi = начална температура на водата = 20 ° C
Sh = специфична топлина на водата = 1,0 калории на грам на ° C
Колко лед може да се разтопи на 100 g вода при 20 ° C? Използвайки предишното уравнение, където крайната температура е 0 ° C, а теглото на леда е неизвестно, имаме:
Максималното количество лед, което може да се стопи, е:
Ако количеството лед е повече от 25 грама, останалото просто ще плава в 125 грама вода при 0 ° C.
Деветото издание на индекса Merk изброява топлината на сливане на водата като 1436 kcal/mol и топлината на изпаряване като 9 717 kcal/mol. Тъй като молекулното тегло на водата е 18,016 g/mol, Hf = 79,71 cal/g и Hv = 539,35 cal/g.