1. 얼음의 양 : 우리는 우리가 얼마나 많은 얼음에 대해 이야기하고 있는지 알아야합니다. 특정 질량, 부피 또는 달 표면의 특정 비율입니까?
2. 얼음의 초기 온도 : 달의 얼음은 매우 추워서 물의 동결 지점보다 훨씬 낮을 수 있습니다 (0 ° C 또는 32 ° F).
3. 물의 최종 상태 : 우리는 그것을 0 ° C에서 액체 물로 변환하고 싶습니까, 아니면 특정 온도로 더 가열하고 싶습니까?
다음은 에너지 계산의 고장입니다.
a) 얼음 온도를 0 ° C로 올리는 에너지 :
* 얼음의 비열 : 2.108 J/(G⋅ ° C)
* 얼음의 질량 (m) : 이것은 우리가 변환하는 데 필요한 얼음의 양입니다.
* 초기 온도 (T1) : 달의 얼음 온도.
* 최종 온도 (T2) : 0 ° C (32 ° F)
* 에너지 (Q1) =M * 얼음의 비열 * (T2 -T1)
b) 얼음을 녹이는 에너지 :
* 물의 융합 열기 : 334 J/G
* 얼음의 질량 (m) : 이전과 동일합니다.
* 에너지 (Q2) =m * 물의 융합 열기
c) 물을 원하는 온도로 가열하는 에너지 :
* 물의 비열 : 4.184 J/(G⋅ ° C)
* 물 질량 (m) : 이전과 동일합니다.
* 초기 온도 (T3) : 0 ° C (32 ° F)
* 최종 온도 (T4) : 물의 원하는 온도.
* 에너지 (Q3) =M * 물의 비열 * (T4 -T3)
총 에너지 (Q) =Q1 + Q2 + Q3
예 :
-173 ° C (-279 ° F)에서 1kg (1000g)의 얼음을 0 ° C에서 액체로 변환한다고 가정 해 봅시다.
* Q1 =1000 g * 2.108 J/(G⋅ ° C) * (0 ° C- (-173 ° C)) =364,360 J
* Q2 =1000 g * 334 J/G =334,000 J
* Q3 =0 J (0 ° C에서 물만 원하기 때문에)
총 에너지 (Q) =364,360 J + 334,000 J =698,360 J
따라서, -173 ℃에서 1kg의 얼음을 0 ℃에서 액체 물로 변환하려면 약 698,360 줄의 에너지가 필요하다.
참고 : 이러한 계산은 단순화됩니다. 실제 시나리오에는 환경에 대한 열 손실, 얼음의 고르지 않은 분포 및 달 표면에서 물을 추출하는 복잡성과 같은 요인이 포함됩니다.
