1。蒸気から水へ:
- 蒸気の初期温度:約100°C(水の沸点)
- 水の最終温度:100°C(水の沸点)
- 気化の潜在熱(蒸気から水):L_V =2260 kJ/kg
蒸気が100°Cで水に凝縮するときに放出される熱は、次のように与えられます。
Q_1 =M * L_V
ここで、mは蒸気の質量であり、q_1は放出された熱です。
2。氷から水へ:
- 水の初期温度:100°C(水の沸点)
- 氷の最終温度:0°C(水の凍結点)
- 水の比熱容量:C_W =4.18 kJ/kg°C
- 融合の潜在熱(氷から水):L_F =334 kJ/kg
水が100°Cから0°Cに冷却され、その後氷に凍結すると放出される熱は、次のように与えられます。
q_2 =m * c_w *(100-0) + m * l_f
位相の変化中に放出される熱(蒸気と水から氷への水)を使用して、100グラムの蒸気を氷に変換するため、Q_1とQ_2を同等にすることができます。
Q_1 =Q_2
M * L_V =M * C_W *(100-0) + M * L_F
蒸気の質量を解く(m):
m =(100 * c_w * 100 + 100 * l_f) /(l_v)
m =(41,800 kj + 33,400 kj) /(2260 kj / kg)
m≈33.85kg
したがって、100グラムの蒸気は、水に変わると約33.85キログラムの氷を生成します。