עזרה
התרגילים האלו עוסקים במאזן חום, כאשר צריך לפתור לפי העקרונות הבאים:
1) כמות החום הנפלט מן המסה בעלת הטמפרטורה הגבוהה תהיה שווה לזו הנקלטת ע"י המסה בעלת הטמפרטורה הנמוכה.
2) אם יש שינוי פאזה (כמו המסה של קרח או אידוי מים) השינוי נעשה בטמפרטורה קבועה עד לסיום המסת כל החומר. ראשית הקרח יתחמם עד אפס מעלות צלסיוס (273 קלווין) ואז יימס בטמפרטורה קבועה.
לדוגמה, השאלה הראשונה:
קודם כל נפתור בהנחה שלא כל הקרח נמס, ונבדוק אם היא נכונה:
zz Mw*Cw*(T1-Tf) = Mi*Ci*(Tf-T2) + Mm*Li zz
הסימונים הם:
Mw הוא מסת המים הראשונית (20 ק"ג).
Mi הוא מסת הקרח הראשונית (5 ק"ג).
Mm היא מסת הקרח שנמסה (הנעלם ב - א').
T1 ו - T2 הן הטמפרטורות ההתחלתיות של המים ושל הקרח.
Tf הטמפרטורה הסופית של התערובת - אם מניחים שלא כל הקרח נמס, היא צריכה להיות 273 מעלות קלווין, כי אם תהיה גדולה יותר, הקרח ימשיך להנמס.
הגדלים Ci, Cw ו - L הם חום סגולי וכמוס של מים ושל קרח.
מציבים מספרים:
zz 20*4.2*(300-273) = 5*2.1*(273-240) + Mm*333.5 zz
מתקבל ש - Mm הוא 5.76 ק"ג, תוצאה שאינה אפשרית כי היא גדולה מכל מסת הקרח. לכן התשובה ל - א' היא שכל הקרח נמס. נרשום את המשוואה שוב בהנחה שכל הקרח (5 ק"ג) נמסו, והנעלם הוא הטמפרטורה הסופית:
zz Mw*Cw*(T1-Tf) = Mi*Ci*(273-T2) + Mi*Li + Mi*Cw*(Tf-273) zz
המשמעות של המשוואה היא, שהחום העובר מן המים אל הקרח חימם את הקרח ל - 273 מעלות קלווין, אח"כ המס אותו בטמפרטורה קבועה ואח"כ חימם את הקרח שנמס לטמפרטורה הסופית של התערובת. הנתונים זהים ל - א' והנעלם הוא Tf.
