Question

¿Cuánto calor es necesario para cambiar de 1.5kg de hielo a -2°C hasta vapor a 100°C?​

Answer 1

Respuesta:

El proceso que debemos hacer contiene un cambio de estado porque el hielo ha de fundirse y hacerse agua líquida. Dividimos el proceso en tres etapas:

a) Calentamiento del hielo hasta los 0 ºC:

Q_1 = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i) = 500\ g\cdot 0,5\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (0 - (-5))^\circ C = 1,25\cdot 10^3\ calQ

1

=m⋅c

e

⋅(T

f

−T

i

)=500 g⋅0,5

g⋅

∘

C

cal

⋅(0−(−5))

∘

C=1,25⋅10

3

cal

b) Cambio de fase (fusión):

Q_2 = m\cdot l_f = 500\ g\cdot 334\frac{J}{g} = 1,67\cdot 10^5\ JQ

2

=m⋅l

f

=500 g⋅334

g

J

=1,67⋅10

5

J

Convertimos los julios en calorías para que las unidades sean homogéneas:

1,67\cdot 10^5\ J\cdot \frac{1\ cal}{4,18\ J} = 4\cdot 10^4\ cal1,67⋅10

5

J⋅

4,18 J

1 cal

=4⋅10

4

cal

c) Calentamiento del agua hasta los 40 ºC:

Q_3 = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i) = 500\ g\cdot 1\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (40 - 0)\ ^\circ C = 2\cdot 10^4\ calQ

3

=m⋅c

e

⋅(T

f

−T

i

)=500 g⋅1

g⋅

∘

C

cal

⋅(40−0)

∘

C=2⋅10

4

cal

El calor total será la suma de los calores anteriores: Q_T = 6,125\cdot 10^4\ calQ

T

=6,125⋅10

4

cal