Simulator Kurva Pemanasan dan Perubahan Fase
Persamaan dalam simulasi ini
| m | Massa air m (gram) | ||
|---|---|---|---|
| c | kapasitas kalor jenis | es 2,09, air cair 4,18, uap 2,01 J/(g·K): air butuh kalor per derajat lebih banyak daripada hampir semua zat lain | |
| ΔT | change in temperature | hanya selama ada satu fase; saat perubahan fase suhunya tetap |
Dengan nilai saat ini:
| L_f | kalor lebur | 334 J/g: energi untuk memecah kristal tanpa memanaskannya | |
|---|---|---|---|
| L_v | kalor uap | 2.257 J/g, hampir tujuh kali L_f: memisahkan molekul sepenuhnya jauh lebih mahal daripada melonggarkannya | |
| Q | kalor yang diberikan sejauh ini | daya pemanas dikali waktu |
Dengan nilai saat ini:
| P | Daya pemanas P (watt; negatif mendinginkan) | satu watt adalah satu joule per detik | |
|---|---|---|---|
| t | waktu tiap tahap | dataran itu panjang karena kalor latennya besar |
Dengan nilai saat ini:
Cara memakai simulator kurva pemanasan
- Atur massa air, suhu awalnya dan daya pemanas. Ia mulai sebagai es: molekul duduk dalam kristal, masing-masing bergetar di tempatnya, dan getarannya makin kuat saat suhu naik.
- Pada 0 °C suhu berhenti selama es mencair: kalor dipakai untuk memecah kristal, dan molekul lepas satu per satu ke dalam cairan. Pada 100 °C suhu berhenti lagi selama air mendidih dan molekul terbang sebagai uap. Grafik menggambar kurva pemanasan terhadap kalor yang diberikan, di atas kurva lengkap berwarna abu-abu, dengan dua anak tangga datarnya.
- Buat dayanya negatif untuk mengambil kalor dan menjalankan kurva mundur, membeku dan mengembun. Persamaannya menjumlahkan kalor tiap tahap dari kalor jenis dan kalor laten; Kalkulator Kalor Jenis menghitung Q = mcΔT untuk zat apa pun.
Pertanyaan umum
Mengapa suhu tetap selama es mencair?
Karena semua kalor dipakai untuk memutus ikatan yang menahan molekul dalam kristal, bukan untuk membuatnya bergerak lebih cepat. Suhu mengukur energi kinetik rata-rata molekul, yang tidak berubah sampai es terakhir mencair. Kalor yang diserap adalah kalor lebur, 334 J tiap gram.
Apa itu kalor laten?
Energi yang diserap atau dilepaskan zat saat berubah fase pada suhu tetap. Untuk air, kalor lebur 334 J/g dan kalor uap 2.257 J/g. Jumlah yang sama dilepaskan kembali saat membeku dan mengembun, karena itu uap melepuhkan jauh lebih parah daripada air mendidih bersuhu sama.
Mengapa mendidih jauh lebih lama daripada mencair?
Karena kalor uap hampir tujuh kali kalor lebur. Mencair hanya melonggarkan molekul agar bisa saling meluncur; mendidih harus memisahkannya sepenuhnya melawan gaya tarik di antara mereka. Membawa 100 g air dari 0 °C ke titik didih butuh 42 kJ; menguapkan semuanya butuh 226 kJ lagi.
Bagaimana menghitung kalor untuk kurva pemanasan?
Jumlahkan tiap tahap: memanaskan es (m × 2,09 × ΔT), mencairkannya (m × 334), memanaskan air (m × 4,18 × ΔT), mendidihkannya (m × 2.257) dan memanaskan uap (m × 2,01 × ΔT), dengan m dalam gram. Bagi dengan daya pemanas dalam watt untuk mendapat waktu dalam detik; persamaan di bawah gambar melakukannya untuk pengaturanmu.
Katanya WebGL dimatikan.
Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.
Apakah ada yang diunggah?
Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.