Question

Usted tiene 0.5 kg de hielo a -15°C en un recipiente cerrado y con masa despreciable, se acerca una resistencia electrica de 800 watts, suponiendo que todo el calor de la resistencia electrica entra al hielo:
a)Es posible con esa resistencia convertir el hielo a vapor a 101°C?
b)De ser posible ¿Cuanto tiempo tomaria el proceso?
c) Usted como ingeniero ¿Como haria este proceso mas rapido?

Answer 1

a) Si es posible, porque la resistencia genera el calor para completar el proceso.

b) El tiempo que le tomaría es de  1889.03 h

c) Para que el proceso sea más rápido, cambiaría la resistencia por otra de mayor potencia

 Para calcular el tiempo que se tomaría el proceso se calcula la cantidad de calor necesaria y se transforma a joule y luego se aplica Q = P*t y se despeja el tiempo, de la siguiente manera :

 

Qt= mh*Cfh + mh* Ceh*(Tf-To)+ ma*Cea*(Tf-T9) + mav* Cva

Qt = 500 g*79.7 cal/g+ 500 g*0.219cal/gºC *(0ºc -(-15ºC)) +  500g *1 cal/gºC* (100ºC -0ºC)+ 500 g* 539.4 cal/g = 361192.5 cal

   361192.5 cal * 4.184 Joules/1 cal = 15112298.42 Joules

   a) si es posible, pero el proceso demora mucho .

   Q = P*t   b)    t = Q/P =  15112298.42 Joules /800 w =  1889.03 h .  

   c) Para que el proceso sea más rápido se cambiaría la resistencia por otra de mayor potencia .