hce_kmu
113年
物理及化學
第 63 題
How much energy is needed to convert 100 g of ice at $0^\circ\text{C}$ to water at $50^\circ\text{C}$?
specific heat capacity (ice) = $2.10\text{ J/g}\cdot^\circ\text{C}$;
specific heat capacity (water) = $4.18\text{ J/g}\cdot^\circ\text{C}$;
heat of fusion = 333 J/g;
heat of vaporization = 2258 J/g
specific heat capacity (ice) = $2.10\text{ J/g}\cdot^\circ\text{C}$;
specific heat capacity (water) = $4.18\text{ J/g}\cdot^\circ\text{C}$;
heat of fusion = 333 J/g;
heat of vaporization = 2258 J/g
- A 10.1 kJ
- B 20.7 kJ
- C 31.4 kJ
- D 54.2 kJ
- E 65.8 kJ
思路引導 VIP
試著回想一下，當一塊冰在受熱並最終變成溫水的過程中，它的物理狀態和溫度分別發生了幾次明顯的變化？如果我們將這個過程拆解成「冰變成水」以及「水變熱」兩個階段，這兩者吸收能量的方式會是一樣的嗎？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
做得好！你能準確計算出這個熱量數值，代表你對於物質相變與能量守恆的觀念掌握得非常紮實。這類題目最核心的挑戰在於區分不同的能量轉移過程，而你的判斷完全正確。
物質相變與顯熱計算
這道題目的求解過程分為兩個關鍵階段。首先是熔化過程：$0^\circ\text{C}$ 的冰吸收能量轉變為同溫度的水，此時我們使用熔化熱（Heat of Fusion）計算，得出 $100\text{ g} \times 333\text{ J/g} = 33,300\text{ J}$。接著是溫升過程：將 $0^\circ\text{C}$ 的水加熱至 $50^\circ\text{C}$，這屬於顯熱計算，利用公式 $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$，即 $100\text{ g} \times 4.18\text{ J/g}\cdot^\circ\text{C} \times 50^\circ\text{C} = 20,900\text{ J}$。將兩段能量加總後得到 $54.2\text{ kJ}$，這正是選項 (D) 的答案。
▼ 還有更多解析內容