Question

Determinar el calor necesario para producir vapor de agua a partir de 50 gramos de hielo desde —6°C hasta agua vapor a 115°C a presión de 1 atmósfera.

Datos:

Tf (H2O) = 0°C – temperatura de fusión del agua.
Teb( H2O) =100°C – temperatura de ebullición del agua.
C(s) = 0.5 - calor específico de la sustancia en el estado sólido.
C (l) = 1 - calor específico de la sustancia en el estado líquido.
C (g) = 0.5 - calor específico de la sustancia en el estado gaseoso.
H(fusión) = 80
H(ebullición) =540

Answer 1

Procedimiento:

El proceso tiene cinco etapas. Cada una requiere un cálculo separado de la cantidad de calor involucrada.

1) Calentar el hielo de -6°C a 0°C
2) Calentar el hielo a 0° C para fundirlo (convertirlo en agua líquida a temperaruta constante)
3) Calentar el agua líquida desde 0°C hasta 100 °C
4) Calentar el agua a 100°C para convertirla en vapor a la misma temperatura.
5) Calentar el vapor hasta 115 °C

Calculos:

1) Calentar el hielo de -6°C a 0°C

Calor = masa*Calor específico* Incremento de temperatura

Calor = 50g * 0,5cal/g°C * (0-(-6°C)) = 150 cal

2) Calentar el hielo a 0° C para fundirlo (convertirlo en agua líquida a temperaruta constante)

Calor =m * H fusión

Calor = 50g * 80 cal/g = 4000 cal

3) Calentar el agua líquida desde 0°C hasta 100 °C

Calor = masa*Calor específico* Incremento de temperatura

Calor = 50g * 1cal/g°C * (100-0)°C = 5000 cal

4) Calentar el agua a 100°C para convertirla en vapor a la misma temperatura.

Calor = m * H ebullición

Calor = 50g * 540 cal/g =27000 cal


5) Calentar el vapor desde 100 °C hasta 115 °C

Calor = masa*Calor específico* Incremento de temperatura

Calor = 50g * 0,5cal/g°C * (115 - 100)°C = 375 cal

Calor total = 150 cal + 4000 cal + 5000 cal + 27000 cal + 375 cal = 36525 cal