Intr-un calorimetru care contine 294 g apa la temperatura de 15oC se toarna ...

Intr-un calorimetru care contine 294 g apa la temperatura de 15^oC se toarna 25 g fosfor topit cu temperatura de 64^oC. Temperatura finala in calorimetru ajunge la 16,1^oC.

Sa se calculeze caldura latenta specifica de topire a fosforului.

Echivalentul in apa al calorimetrului este de 32,3 g;

Temperatura de topire a fosforului este t_os = 44^oC;

Caldura specifica a fazei lichide c₁ = 852,72 J/kg * K;

Caldura specifica a fazei solide c_s = 786,06 J/kg * K;

fig.1

Rezolvare

Se traseaza graficul din fig.1 in care s-au facut notatiile:

M = punctul de echilibru termic;

Q₁ = caldura schimbata de fosfor pentru a-si raci faza lichida, masoara variatia energiei interne;

Q₂ = caldura latenta de solidificare, masoara variatia energiei interne de legatura a moleculelor din reteaua cristalina;

Q₃ = caldura schimbata de fosfor pentru a-si raci faza solida, masoara variatia energiei interne;

Q₄ = caldura preluata de calorimetru si apa din calorimetru pentru a se incalzi, masoara variatia energiei interne;

Q₁ + Q₂ + Q₃ = Qc

Qc = caldura cedata la amestec

Q₄ = Qa

Qa = caldura absorbita la amestec.

Inr-o interactie termica in conditiile adiabatice Qc = Qa (intotdeauna)

Q₁ + Q₂ + Q₃ = Q₄

m₁c₁(64 – 44) + m₁λ + m₁cs(44 – 16,1) = m₄c_apa(16,1 - 15)

m₁ = masa fosforului
m₄ = 294 g + 32,3 g

Facand inlocuirile si calculele rezulta:

m₁c₁(64 – 44) + m₁λ + m₁cs(44 – 16,1) = m₄c_apa(16,1 - 15) =>

λ = 20.900 J/kg

Probleme rezolvate fizica clasa a-10-a