Qué cantidad de calor cederá 1 kg de mercurio que está a 25° C para pasar a sólido? Calor específico del mercurio 0,033 kcal/kg °C; 28 kcal (calor latente de solidificación/fusión) y punto de fusión -39°C
Respuestas a la pregunta
La cantidad de calor que cederá 1 kg de Hg para pasar a estado sólido será de: 2.112 kcal
Datos:
Masa= 1 kg= 1000 g
T1= 25°C
T2=-39°C
Calor específico= 0.033 kcal/kg°C
Explicación:
Para hallar el calor cedido se emplea la siguiente fórmula:
Q= ce*m*ΔT
Donde:
Q: calor cedido o absorbido
ce: calor específico
m: masa
ΔT: variación de la temperatura: T2-T1
Reemplazando los datos:
Q= 1 kg *(0.033 kcal/kg°C)(-39°C-25°C)
Q= 1 kg *(0.033 kcal/kg°C)(-64°C)
Q=-2.112 kcal
El signo (-) significa que es cedido.
La cantidad de calor cedido por la masa de Mercurio, al pasar al estado sólido, es de - 4,91 kcal (con signo negativo porque es calor cedido)
¿Cómo calculamos el calor cedido por el Mercurio?
El Mercurio a 25 °C está en estado liquido. Para pasar al estado sólido, se tiene:
Q₁ = calor que debe ceder para alcanzar el punto de solidificación ( Tf )
Q₂ = calor cedido durante solidificación a Tf constante.
Calor total cedido por el Mercurio = Q = Q₁ + Q₂
Para calcular Q₁, tenemos:
Q₁ = m × Ce × ( Tf - T₀ )
m = 1 kg
Ce = Calor especifico del Mercurio = 0,033 kcal / kg °C
Tf = - 39 °C
Q₁ = 1 kg × 0,033 kcal/ kg °C × ( -39 - 25 ) °C
Q₁ = - 2,11 kcal (calor cedido)
Para calcular Q₂, tenemos:
Q₂ = m × C (l)
C (l) = calor latente de solidificación / fusión = 2,8 kcal / kg
Q₂ = 1 kg × 2,8 kcal / kg
Q₂ = - 2,8 kcal (calor cedido)
Observación: el calor latente de solidificación/ fusión del Mercurio es 2,8 kcal/ kg. En el enunciado se tiene un dato de 28 kcal.
Calor cedido total (Q ) = - 2,11 kcal - 2,8 kcal
Calor cedido total (Q ) = - 4,91 kcal
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