เนื้อหา
เมื่อคุณเพิ่มน้ำแข็งลงในน้ำร้อนความร้อนของน้ำจะละลายน้ำแข็ง ความร้อนที่เหลือจะทำให้น้ำเย็น - อุ่น แต่ทำให้น้ำร้อนเย็นลงในกระบวนการ คุณสามารถคำนวณอุณหภูมิสุดท้ายของส่วนผสมหากคุณรู้ว่าน้ำร้อนเริ่มต้นเท่าไหร่พร้อมกับอุณหภูมิและปริมาณน้ำแข็งที่คุณเพิ่ม คุณสมบัติทางกายภาพสองประการคือความร้อนจำเพาะและความร้อนของฟิวชั่นกำหนดว่าน้ำแข็งละลายและน้ำเย็นได้อย่างไร
ความร้อนจำเพาะ
ความร้อนจำเพาะของสารจะวัดปริมาณพลังงานที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณเพิ่มความร้อน 1 แคลอรี่ลงในน้ำ 1 กรัมมันจะอุ่นขึ้น 1 องศาเซลเซียส (1.8 องศาฟาเรนไฮต์) ตรงข้ามเป็นจริงเมื่อน้ำเย็นตัวลง น้ำหนึ่งกรัมที่ลดลง 1 องศาเซลเซียสจะสูญเสียพลังงานความร้อน 1 แคลอรี สารอื่น ๆ มีความร้อนจำเพาะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นมันใช้เวลาเพียง 0.03 แคลอรี่เพื่อให้ความร้อน 1 กรัมโดย 1 องศาเซลเซียส
ความร้อนของการหลอมรวม
ภาชนะบรรจุน้ำสูญเสีย 1 แคลอรีสำหรับทุก ๆ องศาเซลเซียสมันเย็นตัวลง อย่างไรก็ตามเมื่อถึงศูนย์องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์) สถานการณ์เปลี่ยนไป - น้ำเปลี่ยนเป็นน้ำแข็ง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับพลังงานความร้อนมากขึ้น - 79.7 แคลอรี่ต่อกรัม - และอุณหภูมิของส่วนผสมของน้ำแข็งกับน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าจะแข็งตัว เมื่อสารผ่านขั้นตอนนี้พลังงานจะถูกเรียกว่าความร้อนของฟิวชั่น โมเลกุลของน้ำจะสูญเสียพลังงานพิเศษเมื่อเกาะเป็นก้อน เมื่อน้ำแข็งก่อตัวขึ้นมันจะเปลี่ยนอุณหภูมิตามความร้อนจำเพาะของมันเอง - 0.49 แคลอรี่ต่อองศาเซลเซียส
การเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ในการกำหนดว่าพลังงานจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อคุณเติมน้ำแข็งลงในน้ำร้อนคุณต้องมีมวลของน้ำแข็งและน้ำรวมถึงอุณหภูมิของน้ำ ตัวอย่างเช่นเนื่องจากค่าความร้อนที่เฉพาะเจาะจงน้ำร้อนหนึ่งลิตรที่อุณหภูมิ 75 องศาเซลเซียส (167 องศาฟาเรนไฮต์) มีพลังงาน 75,000 แคลอรี่มากกว่าน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์) การเพิ่มน้ำแข็ง 100 กรัมลงไปในน้ำใช้เวลา 7,970 แคลอรี่ในการละลาย; พลังงานที่มีอยู่จะกลายเป็น 67,030 แคลอรี่ เมื่อกลายเป็นน้ำ 100 กรัมจะใช้เวลา 1 แคลอรี่ต่อองศาจากความร้อนที่เหลืออยู่ในน้ำร้อน แต่ความร้อนจะไม่ "หายไป" - เพียงแค่ย้ายลงไปในน้ำเย็น
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
เมื่อน้ำร้อนสูญเสีย 7,970 แคลอรี่เพื่อละลายน้ำแข็งน้ำเย็นจาก 75 ถึง 67 องศาเซลเซียส (153 องศาฟาเรนไฮต์) น้ำร้อนสูญเสียความร้อนในขณะที่น้ำเย็นจากน้ำแข็งละลายได้รับความร้อน ในตัวอย่างนี้น้ำแข็งเพียง 100 กรัมจะถูกเพิ่มลงในน้ำ 1,000 กรัม ดังนั้นน้ำร้อนจะสูญเสียอุณหภูมิเล็กน้อยในขณะที่น้ำเย็นจะอุ่นขึ้นในหลาย ๆ องศา การแบ่งแคลอรี่ที่มี 67,030 ด้วยน้ำรวม 1,100 กรัมให้อุณหภูมิสุดท้ายประมาณ 61 องศาเซลเซียส (142 องศาฟาเรนไฮต์) น้ำร้อนสูญเสีย 14 องศาเซลเซียส (57 องศาฟาเรนไฮต์) และน้ำเย็นเพิ่มขึ้น 61 องศาเซลเซียส โปรดทราบว่าผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำแข็งและน้ำร้อนที่คุณมีเมื่อเริ่มต้น หากคุณเพิ่มน้ำแข็งหนึ่งตันลงในน้ำ 1,000 กรัมน้ำร้อนจะไม่ร้อนพอที่จะละลายน้ำแข็งทั้งหมด