Om de hoeveelheid calorieën te berekenen die nodig is om 12,5 gram ijs van 0 graden Celsius om te zetten in stoom van 100 graden Celsius, moeten we de volgende stappen in overweging nemen die bij het proces betrokken zijn:

1. Het ijs smelten :Om 12,5 gram ijs bij 0 graden Celsius te laten smelten, hebben we de latente smeltwarmte nodig. De latente smeltwarmte voor water bedraagt ​​80 calorieën per gram. Daarom is de hoeveelheid calorieën die nodig is om het ijs te smelten:

$$ Q_1 =ml_f =(12,5 \text{ g}) \times (80 \text{ cal/g}) =1000 \text{ cal} $$

2. Het water verwarmen van 0 graden Celsius naar 100 graden Celsius :Zodra het ijs gesmolten is, moeten we het resulterende water verwarmen van 0 graden Celsius tot 100 graden Celsius. De soortelijke warmtecapaciteit van water is 1 calorie per gram per graad Celsius. Daarom is de hoeveelheid calorieën die nodig is om de temperatuur van het water te verhogen:

$$ Q_2 =mc_p \Delta T =(12,5 \text{ g}) \times (1 \text{ cal/g°C}) \times (100 °C) =1250 \text{ cal} $$

3. Het water omzetten in stoom :Om het water van 100 graden Celsius in stoom om te zetten, moeten we de latente verdampingswarmte leveren. De latente verdampingswarmte van water bedraagt ​​540 calorieën per gram. Daarom is de hoeveelheid calorieën die nodig is om het water te verdampen:

$$ Q_3 =ml_v =(12,5 \text{ g}) \times (540 \text{ cal/g}) =6750 \text{ cal} $$

4. Totaal benodigde calorieën :Het totale aantal calorieën dat nodig is om 12,5 gram ijs van 0 graden Celsius om te zetten in stoom van 100 graden Celsius is de som van de calorieën die nodig zijn voor elke stap:

$$ Q_{totaal} =Q_1 + Q_2 + Q_3 =1000 \text{ cal} + 1250 \text{ cal} + 6750 \text{ cal} =\boxed{9000 \text{ cal}} $$

Er zijn dus 9000 calorieën nodig om 12,5 gram ijs van 0 graden Celsius om te zetten in stoom van 100 graden Celsius.