Termofysik fysik1

Snälla hjälp, pluggar fysik på distans och fick massa extra uppgifter att göra nedan skriver jag en av de fattar inget!! Kan nån förklara ??
För att kyla en 10 cl "fesljummen" whiskey (starttempratur 20 grader) lägger man i en isbit som har fromen av en kub med sidan 2 cm och tas direkt från frysen (starttempratur -20 grader).

Vilken tempratur får whiskeyn när isbiten precis börjar smälta. Isbiten har då värmts upp från -20 till 0 grader.

Antag att whiskeyn innehåller 40% etanol & 60% vatten (volym procent) och beräkna först whiskeys värmekapacitet kJ/K

A) vilken temperatur går whiskyn när isbiten precis börjar smälta?då isbiten värmts upp från -20grader till 0 grader.

B) vilken temperatur får whiskyn precis efter då isen sedan har smält utgående från temperatur i A.

C) vilken sluttemperatur får whiskyn plus den smälta isbiten?

Bekant med värmekapacitet? Du behöver känna till denna för is för att lösa uppgiften. Ta reda på värmekapaciteten, sedan antar du att whiskyns värmekapacitet ges av vattnets värmekapacitet * 60% + etanolets värmekapacitet * 40%. Om jag minns rätt tar du bara temperaturskillnaden från det att isen var -20 grader till då den är 0 grader, dvs \delta T = 20, och multiplicerar med isens värmekapacitet. Detta är ett mått på hur mycket energi som isen stulit från whiskyn. Nu, om vi bortser från värmeförluster till omgivningen, så har whiskyns inre energi sjunkit med lika mycket. Ekvationen för dess temperaturskillnad blir då

\delta T = Energi / whiskyns värmekapacitet.

Observera att det här bara är en relativ storhet, du vill veta vad dess faktiska temperatur är när isen börjar smälta. Ta skillnaden mellan Whiskyns ursprungliga temperatur och \delta T, så här

T_nu = 20 - \delta T

Det borde räcka, hoppas det hjälper.

Jag såg inte att det var fler uppgifter. På B) måste du veta hur mycket energi som fordras för att smälta is, detta kallas smältvärmet. Du måste veta isbitens vikt för detta, vilket du inte har, så du måste räkna ut den. Isbiten är en kub med sidan 2, så volymen är 2*2*2 = 8 och densiteten är känd. Nu kan du lätt beräkna massan. Multiplicera massan med smältvärmet för is (smältvärmet är alltså en konstant, precis som värmekapaciteten). Gör samma procedur som innan: Energin som krävs för att all is skall smälta är samma energi som whiskyn förlorar; ta fram \delta T och sedan whiskyns faktiska temperatur.

Edit: Jag kom på att när isbiten smälter så förändras ju whiskyns kemiska sammansättning: Vi får större andel vatten. Om du ska vara noga så ta med detta i beräkningarna för C). Fast, det kanske är meningen att du ska betrakta dessa som isolerade från varandra och bara kan göra värmeutbyte. Det är nog bäst att anta det. I uppgift C så vill du hitta den temperatur som whiskyn och (smälta) isbiten antar vid jämvikt. Det kan du göra med hjälp av ekvationerna

\delta T_isvatten * vattenvärmek. = E och \delta T_whisky * whiskyvärmek. = E

Sätt dessa lika (E:na elimineras kallas det) och inse att \delta T_isvatten = T - 0 = T och \delta T_whisky = T_0 - T , där T är jämviktstemperaturen du söker och T_0 är whiskyns temperatur då all isen smält (men innan jämvikt nåtts).

Knepig uppgift, men så är det i termodynamik

Edit 2: Kom ihåg vilka enheter du arbetar i. Whiskyn är t.ex. i centiliter och isbitens volym i kubikcentimeter. Var noga med att använda rätt enheter helt enkelt, annars kommer ditt svar bli fel.