किसी ऊष्मामापी में भरे- 12°C के 3 किग्रा हिम को वायुमण्डलीय दाब पर 100°C की भाप में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक ऊष्मा परिकलित कीजिए। दिया गया है कि हिम की विशिष्ट ऊष्मा धारिता = `2100 "जूल किग्रा"^(-1) C^(-1)`, जल की विशिष्ट ऊष्मा धारिता = `4186 "जूल/किग्रा" ""^(@) C`, हिम के संगलन की गुप्त ऊष्मा = `3.35 xx 10^(5) "जूल किग्रा"^(-1)` तथा भाप की गुप्त ऊष्मा `=2.256 xx 10^(6) "जूल किग्रा"^(-1)`

Explanation

हिम की विशिष्ट ऊष्मा धारिता c= 2100 जूल/किग्रा-°C जल की विशिष्ट ऊष्मा धारिता `c_("w") = 2100 "जूल/किग्रा"^(@) C`
हिम के संगलन की गुप्त ऊष्मा जूल/किग्रा भाप की गुप्त ऊष्मा `L_((f)_("ice")) = 3.35 xx 10^(5)` जूल/किग्रा - 12°C की बर्फ को 100°C की भाप में बदलने का कार्य निम्नलिखित चार पदों में सम्पादित होगा-
(1) `-12^(@)` C की बर्फ को 0°C तक गर्म करने पर (बर्फ की विशिष्ट ऊष्मा धारिता)
(2) 0°C की बर्फ को 0°C के जल में बदलना (बर्फ की गुप्त ऊष्मा)
(3) 0°C के जल को 100°C तक गर्म करना (जल की विशिष्ट ऊष्मा धारिता)
(4) 100°C के जल को 100°C की भाप में बदलना (वाष्पन की गुप्त ऊष्मा)
(1) - 12°C की बर्फ को 0°C की बर्फ तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा
`Q_(1) = mc_("ice") DeltaT = mc_("ice")[0^(@) C -(-12^(@)C)] = 3 xx 2100 xx 12^(@)` C
`= 7.56 xx 10^(4)`
(2) 0°C के बर्फ के संगलन के लिए आवश्यक ऊष्मा `Q_(2) = m(L_(f))_("ice") 3` किग्रा x `3.35 xx 10^(5)` जूल / किग्रा `=100.5 xx 10^(4)` जूल
(3) 0°C के जल को 100°C तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा `Q_(3) = mc_(w) DeltaT = 3` किग्रा x 4186 जूल/किग्रा-°C
`125.58 xx 10^(4)` जूल
(4) 100°C के जल को भाप में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा `Q_(4) = mL_("stream") = 3` किग्रा `xx 2.256 xx 10^(6)`जूल/किग्रा = `676.8 xx 10^(4)` जूल
`therefore Q =Q_(1) + Q_(2) + Q_(3) + Q_(4) = (7.56 xx 10^(4) + 100.5 xx 10^(4)) + 125.58 xx 10^(4) + 676.8 xx 10^(4) = 910.44 xx 10^(6)`