Para congelar el agua que ocupa un volumen de 20m3 y posee una temperatura de 10°C ¿Cuanto calor se debe suministrar?
Respuestas
⭐Solución: -200 × 10⁶ cal
¿Cómo y por qué? Primeramente hay que analizar que para alcanzar el punto de congelación, el agua debe llegar a una temperatura de 0°C.
El fluido con el cual trabajamos es el agua, el cual tiene una densidad de:
1000 kg/m³
En base a ello y su volumen determinamos la masa:
densidad = masa/volumen
1000 kg/m³ = m/20m³
m = 1000 kg/m³ · 20m³
m = 20.000 kg, equivalente a 20 × 10⁶ gramos
La ecuación para determinar la cantidad de calor es:
Q = ce · m · (Tf - Ti)
Donde:
ce: calor especifico, para el agua → 1 caloría/gramo °C
Tf: temperatura final → 0 °C
Ti: temperatura inicial → 10°
Sustituimos:
Q = 1cal/g°C · 20 × 10⁶ g · (0 - 10)°C
Q = 20 × 10⁶ · -10 cal
Q = -200 × 10⁶ cal
Es negativo, ya que se busca absorber el calor para que el agua se congele