0℃ 얼음 60 g + 100℃ 수증기 40 g 혼합. 수증기 일부만 물로

0℃ 얼음 60 g + 100℃ 수증기 40 g 혼합. 수증기 일부만 물로

 

 

0℃, 60 g의 얼음과 100℃, 40 g의 수증기를 혼합시켰을 때,

최종 상태는 어떻게 되겠는가?

단, 얼음과 수증기의 융해열과 기화열은 각각 80 cal/g, 540 cal/g.

 

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q = C m Δt

( 참고: 열용량과 비열 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

 

 

나중 온도를 x라 두면,

고온 물질이 잃은 열(-q) = 저온 물질이 얻은 열(+q)

-[(40) (540) + (1) (40) (x-100)] = +[(80) (60) + (1) (60) (x-0)]

(-21600) + (-40x) + 4000 = 4800 + 60x

100x = –22400

---> 이 조건에서 나중 온도, x는 –값이 나올 수 없다. 또는

---> 나중 온도가 –값이란 고온 물질이 더 많은 열을 잃었다는 뜻.

---> 즉, 고온 물질 전부가 다 열을 잃지는 않았다는 뜻.

 

 

 

저온 물질, 즉 0℃ 얼음이 100℃ 물로 변하는데 필요한 열을 계산하면,

(80) (60) + (1) (60) (100-0) = 10800 cal

---> 100℃ 수증기 일부가 이만큼의 열을 잃으면서 100℃ 물로 변했다.

 

 

 

그 일부의 질량을 계산하면,

10800 cal / (540 cal/g) = 20 g

---> 100℃ 수증기 20 g이 100℃ 물로 변했다.

 

 

 

답: 100℃ 물 80 g과 100℃ 수증기 20 g

 

 

 

 

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