얼음과 물의 혼합. -20℃ 얼음 20 g + 20℃ 물 100 g. 1.9℃

얼음과 물의 혼합. -20℃ 얼음 20 g + 20℃ 물 100 g. 1.9℃

 

 

용기에 -20℃ 얼음 20 g과 20℃ 물 100 g을 혼합했다.

얼음은 모두 녹고, 용기 내의 물은 일정 온도가 되었다.

용기의 열용량은 무시하고, 외부와 열의 출입은 없다.

충분한 시간이 지난 후, 물의 온도는 몇 ℃인가?

 

> 얼음의 융해열 330 J/g, 비열 2.1 J/g•℃

> 물의 비열 4.2 J/g•℃

 

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▶ 참고: 열용량과 비열 [ https://ywpop.tistory.com/2897 ]

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q = C m Δt

 

 

 

나중 온도를 x라 두면,

 

물이 잃은 열(-q) = 얼음이 얻은 열(+q)

 

-(4.2 J/g•℃) (100 g) (x-20 ℃)

= (2.1 J/g•℃) (20 g) (0-(-20) ℃) + (330 J/g) (20 g) + (4.2 J/g•℃) (20 g) (x-0 ℃)

 

8400 – 420x = 840 + 6600 + 84x

 

504x = 960

 

x = 960 / 504 = 1.9048

 

 

 

답: 1.9℃

 

 

 

 

[참고] 얼음의 경우,

1) -20℃에서 0℃까지는 얼음 ... (2.1 J/g•℃) (20 g) (0-(-20) ℃)

2) 0℃에서 상전이: 얼음 → 물 ... (330 J/g) (20 g)

3) 0℃에서 x℃까지는 물 ... (4.2 J/g•℃) (20 g) (x-0 ℃)

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11477 ]

-7.2℃의 얼음을 25.2℃ 물 295 g에 넣었을 때 물의 온도가 12.2℃이다.

이때 얼음의 질량은?

 

 

 

 

[키워드] 얼음과 물의 혼합 기준문서, 얼음과 물 기준문서