Question

Vapor de agua a 100°C se burbujea en 0.250 kg de agua a 20°C en un vaso de calorímetro, donde se condensa en forma de líquido. ¿Cuánto vapor se habrá agregado cuando el agua del vaso llegue a 60°C? ignore el efecto del vaso.

Answer 1

Determinamos la cantidad de vapor de agua que se debe agregar.

• Se deben agregar 0,502 kg de vapor de agua.

Datos:

Temperatura inicial del vapor de agua: T₀₁ = 100 ºC = 373,15 ºK.

Calor específico del vapor de agua: Ce =2,08 J/kg × ºK

Masa de agua fría: m₂ = 0,250 kg.

Temperatura inicial del agua fría: T₀₂ = 20 ºC = 293,15 ºK.

Calor específico del agua: Ce = 4,18 J/kg × ºK

Temperatura final del agua: T = 60 ºC = 333,15 ºK

Procedimiento:

Durante la transferencia de calor, un cuerpo cede calor, mientras que otro lo absorbe. Por lo tanto el cuerpo que cede calor se multiplica por un signo negativo:

$\boxed{-q_{cede} = q_{absorbe}}$

El calor se representa mediante la siguiente formula:

$q = m \times Ce \times (T_f-T_o)$

Para el vapor de agua, que cede calor:

$q = - m_1 \times (2,08)\times (333,15-373,15) = 83,2 \times m_1$

Para el agua fría que absorbe calor:

$q = (0,250) \times (4,18)\times (333,15-293,15) = 41,8$

Al igualar las expresiones podemos calcular la masa de vapor de agua que se debe agregar:

$83,2 \times m_1 = 41,8 \quad \longrightarrow \quad m_1=\dfrac{41,8}{83,2} =0,502 \:kg$