224. Przemiany energii i zmiana stanu skupienia
Przemiany energii i zmiana stanu skupienia (zmiana fazy substancji).
Ile czasu potrzeba na stopnienie umieszczonej w termosie bryły lodu o masie m=2 kg i temperaturze t=0°C, przez grzałkę o oporze R=100 omów, pracującą pod napięciem U=230 V. Ciepło topnienia lodu c=335kJ/kg.
Zakładamy, że:
- Nie ma strat energii (termos jest idealny, cała energia doprowadzona do grzałki powoduje topnienie lodu).
- Woda nie ogrzewa się, energia przepływa przez wodę do lodu.
- 3) Przewody maja oporność zerową - nie w nich strat energii.
- 4) Oporność grzałki jest stała w czasie pracy (grzałka zaczęła ogrzewać lód z maksymalną stała mocą).
Prawa
Praca prądu elektrycznego równa jest mocy wydzielonej w grzałce razy czas przepływu prądu.
Energia pobrana przez topniejący lód równa jest ciepłu topnienia lodu razy masa lodu (w temperaturze 0 stopni Celsjusza).
Moc prądu wydzielona w grzałce równa jest iloczynowi przyłożonego do grzałki napięcia i natężenia prądu płynącego przez grzałkę.
Natężenie prądu płynącego przez grzałkę równe jest ilorazowi napięcia przyłożonego do grzałki przez oporność grzałki.
Zależności - wzory
(energia - 1)
Po podstawieniu danych (oporności grzałki R, napięcia przyłożonego do grzałki U, ciepła topnienia lodu pod normalnym ciśnieniem c, masy lodu m) otrzymamy
(energia - 2)
Otrzymany wynik mówi, że topnienie lodu w warunkach rzeczywistych nie może trwać krócej - będzie trwało dłużej z uwagi na występujące zawsze straty energii.
224.4-2008.03.27
kontakt