DANE:
ml = 10 g = 10 ∙
kg = 0,01 kg
Tl = –7°C
Vs = 0,5 l = 0,5 dm3 = 0,5 ∙
m3 = 0,0005 m3
cs = cw = 4 200
ct = 330 000
cl = 2 100
Ts = 25°C
Tk = 10°C
Tt = 0°C
SZUKANE:
n = ?
WZÓR:
V = S ∙ h
| ∙ V
m =
∙ V
∆Tl1 = Tt - Tl
∆Tl2 = Tk – Tt
∆Ts = Ts – Tk
Q1 = n ∙ ml ∙ cl ∙ ∆Tl1
Q2 = n ∙ ml ∙ ct
Q3 = n ∙ ml ∙ cw ∙ ∆Tl2
Q4 = ms ∙ cs ∙ ∆Ts
Równanie bilansu cieplnego
Qp = Qo
n ∙ ml ∙ cl ∙ ∆Tl1 + n ∙ ml ∙ ct + n ∙ ml ∙ cw ∙ ∆Tl2 = ms ∙ cs ∙ ∆Ts
n ∙ ml ∙ (cl ∙ ∆Tl1 + ct + cw ∙ ∆Tl2) = ms ∙ cs ∙ ∆Ts | : [ml ∙ (cl ∙ ∆Tl1 + ct + cw ∙ ∆Tl2)]
n =
n =
n =
n =
n =
n =
n =
n ≈ 8,15
trzeba wrzucić 9 kostek lodu
Aby obliczyć ilość kostek lodu potrzebnych do przeprowadzenia procesu, posłużymy się bilansem cieplnym, który mówi, że ilość ciepła oddanego jest równa ciepłu pobranemu (zakładając brak strat energii). Ciepłem pobranym (Qp) jest: ciepło potrzebne na podgrzanie kostek lodu (Q1) do temperatury ich topnienia (∆Tl1), ciepło potrzebne na ich stopienia (Q2) oraz ciepło potrzebne na ogrzanie rozpuszczonej wody (Q3) do temperatury końcowej (∆Tl2). Ciepłem oddanym (Qo) jest ciepło oddane podczas ochładzania się soku (Q4) do temperatury końcowej (∆Ts). Masę soku obliczamy jako iloczyn jej gęstości (
) i jej objętości (Vs). Ciepła właściwe lodu (cl), właściwe wody (cw) oraz topnienia lodu (ct), a także gęstość wody odczytujemy z tablic fizycznych.