un cubo de hielo de 50 a 0°c se calienta hasta que 45g se han convertido en agua a 100°c y 5.0g se han convertido en vapor a 100°c ¿Cuánta energía se agrego para lograr esta transformación?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Adicional 33*) Un cubo de hielo de 20 g a 0 ºC se calienta hasta que 15 g se han convertido en agua a 100 ºC y 5 g se han convertido en vapor. ¿Cuánto calor se necesitó para lograr esto?
Ejercicio sencillo si los hay.
El calor necesario para derretir el hielo, llamémoslo Q1, se calcula de la siguiente manera:
Q1 = m . LF
Donde LF es el calor de fusión del agua, que vale 80 cal/g, y es el calor necesario para derretir hielo a 0 ºC, por gramo de hielo. Entonces:
Q1 = 20 g . 80 cal/g = 1.600 cal
Con esa cantidad de calor tendremos 20 g de hielo a 0 ºC. Convendrás conmigo en que antes de empezar a evaporarse, toda la masa de agua debe alcanzar la temperatura de 100 ºC. ¿No? Bien calculemos el calor necesario para hacer eso solo. Llamémoslo Q2.
Q2 = m . c . ΔT
Donde m es la masa de agua, c es su calor específico que vale 1 cal/g°C, y ΔT es el aumento de temperatura, o sea, 100 ºC. Entonces:
Q2 = 20 g . 1 cal/g°C . 100 °C = 2.000 cal
El calor necesario para evaporar 5 g de agua a 100 °C, llamémoslo Q3, se calcula de la siguiente manera:
Q3 = m . LV
Donde LV es el calor de vaporización del agua, que vale 540 cal/g, y es el calor necesario para evaporar agua a 100 ºC, por gramo de agua. Entonces:
Q3 = 5 g . 540 cal/g = 2.700 cal
Finalmente, el calor necesario para desarrollar todo el proceso descripto en el enunciado no es otro que la suma de los procesos intermedios:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 6.300 cal