cuantas calorías se necesitan para fundir 1g de hielo a 0°c y transformarlo en agua a una temperatura ambiente
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Necesitara 103 calorías
Explicación:
Como es un cambio de fase, entonces necesitamos transformar el hielo en agua y esto se hace con el calor latente de fusión que su formula es: Ql= m*L, por lo que sustituimos los datos de la masa del hielo (m) y el calor de fusión del agua (L) y calculamos:
Datos:
Ql= ?
m= 1 g
L= 80 cal/g
Ql= m*L
Ql= (1 g)*(80 cal/g)
Ql= 80 calorías
Pero como esto es solo lo que se requiere para fundir 1 gramo de hielo, tenemos que también calcular el calor que necesita para que se eleve la temperatura a la temperatura ambiente del agua (valor= 23°C), por lo que usamos la formula del calor especifica que es: C= Q / m * (tf-ti), pero como necesitamos cuanto calor es necesario para elevar su temperatura, volvemos la formula en función del calor (Q) y queda de la siguiente forma: Q= C * m * (tf-ti), ahora sustituimos los datos del calor especifico del agua (C), la masa del agua (m), la temperatura final (tf) y la temperatura inicial (ti) y calculamos:
Datos:
Q= ?
C= 1 cal/g * °C
m= 1 g
tf= 23°C
ti= 0°C
Q= C * m * (tf-ti)
Q= (1.00 cal/g * °C) * (1 g) * (23°C-0°C)
Q= (1.00 cal/g * °C) * (1 g) * (23°C)
Q= (1.00 cal/g * °C) * (23 g * °C)
Q= 23 cal
Ahora sumamos las calorías que necesita para cambiar de fase y las calorías para elevar su temperatura y serán las calorías necesarias para convertir el gramo de hielo a un gramo de agua a una temperatura ambiente:
Qt= Ql + Q
Qt= 80 cal + 23 cal
Qt= 103 cal
Para fundir un total de 1 g de hielo, a 0 ºC, y transformarlo en agua a una temperatura ambiente, se necesitan 103 calorías.
¿Cómo se calcula la cantidad de calor?
Tenemos que la cantidad de calor se define mediante la siguiente ecuación:
Q = m·cp·ΔT
Donde:
- Q = cantidad de calor
- m = masa
- cp = calor específico
- ΔT = diferencia de temperatura
¿Cuál es el calor latente de fusión del hielo?
El calor latente de fusión del hielo viene siendo igual a 80 cal/g.
Resolución del problema
- Paso 1: cálculo del calor asociado con el cambio de fase
Para encontrar la cantidad de calorías que se necesitan para fundir 1 g de hielo, a 0 ºC (temperatura de congelación), debemos usar el calor latente de fusión del hielo.
Entonces, procedemos a buscar el calor:
Qf = Q'/m
80 cal/g = Q/(1 g)
Q' = (1 g)·(80 cal/g)
Q' = 80 cal
Por tanto, la cantidad de calorías que se necesitan es de 80 calorías.
- Paso 2: cálculo del calor para llegar el agua a temperatura ambiente
Procedemos a buscar la cantidad de calor para llevar al agua a temperatura ambiente (se considera 23 ºC):
Q = m·cp·ΔT
Q = (1 g)·(1 cal/gºC)·(23 - 0) ºC
Q = 23 cal
- Paso 3: cálculo del calor total
Finalmente, el calor total será la suman de los calores obtenidos:
Qt = Q + Q'
Qt = 80 cal + 23 cal
Qt = 103 cal
En conclusión, se necesita 103 calorías.
Mira más sobre el calor latente en https://brainly.lat/tarea/10887629.
Mira más sobre la cantidad de calor en https://brainly.lat/tarea/43115395.
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