Fizică Termodinamică
Exercitii rezolvate transformari de stare de agregare
Exercițiile rezolvate pentru transformările de stare de agregare implică calculul căldurii necesare pentru topire, vaporizare sau solidificare, folosind căldurile latente. Acestea se bazează pe formula Q = mL, unde L este căldura latentă specifică.
Pași generali de rezolvare
- 1 Identificarea transformării Stabilește starea inițială și finală a substanței (exemplu: gheață la 0°C care se topește în apă la 0°C).
- 2 Aplicarea formulelor Folosește Q = mL pentru căldura latentă (topire sau vaporizare) și Q = mcΔT pentru încălzire/răcire.
- 3 Calcul numeric Înlocuiește datele în formule, asigurând unități consistente (m în kg, L în J/kg).
Exemplu rezolvat
- 1 Enunț Ce căldură este necesară pentru a topi 0,5 kg de gheață la 0°C? Căldura latentă de topire a gheții este L_t = 334 kJ/kg.
- 2 Rezolvare Transformarea este topire la temperatură constantă, deci Q = mL_t = 0,5 kg × 334.000 J/kg = 167.000 J.
- 3 Răspuns Căldura necesară este 167 kJ.
Alt exemplu cu mai multe etape
- 1 Enunț Calculează căldura totală pentru a încălzi 1 kg de gheață de la -10°C la apă la 20°C. c_gheață = 2100 J/kg·K, c_apă = 4180 J/kg·K, L_t = 334 kJ/kg.
- 2 Pașii de calcul 1. Încălzire gheață: Q1 = mcΔT = 1×2100×10 = 21.000 J. 2. Topire: Q2 = mL_t = 1×334.000 = 334.000 J. 3. Încălzire apă: Q3 = mcΔT = 1×4180×20 = 83.600 J.
- 3 Rezultat final Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 21.000 + 334.000 + 83.600 = 438.600 J sau 438,6 kJ.
Pentru probleme complexe, descompune procesul în etape și verifică dacă temperatura rămâne constantă în timpul schimbării de stare.