Física, pregunta formulada por Alison0000100001, hace 1 año

Calcular la cantidad de vapor de agua a 100 ºC que hay que introducir a un recipiente que contiene 4 kg de hielo a -20 ºC para pasarlo a agua a 40 ºC

Respuestas a la pregunta

Contestado por joxmer
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Determinamos la cantidad de vapor para que el sistema tenga 40 ºC.

  • El volumen de vapor debe ser de V = 3,94 kg.

Datos:

Temperatura inicial del vapor: T_{0v} = 100 \:\ºC=373,15 \:\ºK\\

Calor específico del vapor: C_{ev}=2,08 \:J/g*\ºK

Volumen de hielo: V = 4 kg.

Temperatura inicial del hielo: T_{0h}= -20\:\ºC=253,15\:\ºK

Calor específico del hielo: C_{eh}=2,05 \:J/g*\ºK

Temperatura final del sistema: T_f=40\:\ºC=313,15\:\ºK

Procedimiento:

La variación de calor del sistema se calcula mediante la siguiente formula.

\boxed{\Delta q = q_{cede}+q_{abs}= 0} \quad \longrightarrow -q_{cede}=q_{abs}

En donde una parte del sistema cede el calor, mientras que la otra la absorbe.

Por su parte el calor se calcula mediante la siguiente formula:

\boxed{q = V*C_e*(T_f-T_0)}

1. Para el vapor de agua, que cede, el calor es:

q_v=-V*(2,08)*(313,15-373,15) \quad \longrightarrow \quad q_v=124,8*V

2. Para el hielo, que absorbe, el calor es:

q_h=(4)*(2,05)*(313,15-253,15) \quad \longrightarrow \quad q_h=492

Igualando las ecuaciones, determinamos el volumen de vapor necesario:

124,8*V = 492 \quad \longrightarrow \quad V=\dfrac{492}{124,8} =3,94\:kg

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