Als ijs heel koud is ( - 20 graden) dan moet het eerst opgewarmd worden tot 0 graden en blijft het ijs. De watermoleculen in het ijs-rooster nemen die warmte op en gaan meer bewegen (maar het blijft "warmer" ijs).

Bij 0 graden wordt alle toegevoerde warmte gebruikt zo hard te trillen dat de watermoleculen uit het rooster wegtrillen en "vrij" in een vloeistof gaan bewegen. Die vloeistof is dan ook 0 graden. Alle toegevoerde warmte wordt gebruikt om dit proces (smelten genaamd) volledig uit te voeren. Pas als alles vloeibaar is geworden wordt de extra warmte gebruikt om dan het water steeds meer op te warmen (hogere temperatuur) tot het gaat koken.

De totale hoeveelheid warmte die nodig is om ijs van 0 graden te laten smelten tot evenveel massa vloeibaar water van 0 graden wordt de smeltwarmte genoemd.

En die is natuurlijk afhankelijk van hoeveel massa moet smelten. Dus om 12,1 kg te smelten is 12,1 maal zoveel nodig als om 1 kg te laten smelten. De smeltingswarmte wordt gegeven voor 1 kg van een stof.

Dus hoeveel warmte is nodig om 12,1 kg water van 0 graden te smelten?

(We noemen het smelt/stollingswarmte omdat omgekeerd bij het afkoelen water van 0 graden warmte gaat afstaan en kouder wordt als de moleculen van vrij en vloeibaar ineens in een vaste stof rooster van watermoleculen gaan zitten: ijs)

Bedankt voor de reactie!

Dus dan is de gezochte warmte 405 maal 10^4 J?
Want de smeltingswarmte van water = 335 maal 10³ J per kg
Maar nu is er 12,1 kg
--> 335 maal 10³ maal 12,1 = 405 maal 10^4 J.

Klopt dit?

Ja, er is 4,05·10⁶ J nodig om 12,1 kg ijs van 0°C te smelten tot 12,1 kg water van 0°C.

Groet, Jan

Ik zou hierover nog graag iets extra willen vragen : een blok ijs van 1kg is volledig gestold (=bevroren) en heeft een temperatuur van 0°C. Het ijsblok wordt vervolgens in een diepvriezer op -25°C gelegd. Na verloop van tijd merken we dat het ijsblok de temperatuur van zijn omgeving (-25°C) heeft aangenomen. Wil dat zeggen dat het ijs van 0°C "warmte" heeft afgestaan aan de omgeving van -25°C ? Heeft ijs van 0°C dan een "warmte-inhoud" ? En zo ja, hoeveel bedraagt die in kJ/kg ? Veel dank voor een reactie. Roger.

Ja. Net als hete thee afkoelt van 80 naar 20 graden en daarbij warmte afstaat zo staat ook ijs van 0 graden warmte af bij afkoeling naar -25 graden. Elke stof heeft een warmteinhoud. De soortelijke warmte geeft aan hoeveel energie nodig is of vrijkomt bij het verwarmen resp, afkoelen van 1 kg stof met 1 graad celsius.
Voor ijs is dit ca 2200 J/(kg K) - minder dan vloeibaar water (4200 J/(kg K) ).

Bedankt Theo ! Ondertussen heb ik tijdens het Googlen een cijfer gelezen voor de soortelijke warmte van "ijs" : 2 kJ/kg.K...? Het ijsblok van 1kg uit ons voorbeeld zou dan aan de diepvriezer een warmte-inhoud hebben afgestaan van : 2kJ/K*(0-25)K=50 kJ ? Kan dat kloppen ?

2 kJ = 2000 J voor elke kilogram en elke kelvin (=zelfde grootte in temperatuursverandering als celsius maar met een ander nulpunt: 0 K = - 273 °C) .

1 kg ijs x 25 °C x 2200  J/kgK = 55 000 J = 55 kJ
Dus je berekening klopt (als je 2000 ipv 2200 neemt)

Bedankt Theo !