¿Qué masa de vapor inicialmente a 130 grados C se necesitan para calentar de 20 grados C a 50 grados C, 200g de agua e un recipiente de vidrio de 100g?
Respuestas
Se necesitan 10,9g de vapor inicialmente .
Para calcular la cantidad de vapor inicialmente, se calcula como se muestra a continuación :
m = ?
T = 20ºC
T = 50ºC
m = 200g
m = 100g recipiente de vidrio
La ecuación de calor sensible viene dada por
Q = mcΔT
La ecuación de calor latente viene dada por:
Q = mΔH
ΔH : entalpía (J/kg)
Para enfriar el vapor el calor necesario es:
(Calor específico del vapor, c: 2010J/kg°C)
Q1 = mcΔT
Q1 = m(2010J/kg°C)(50-20)°C = 60300m J
Calor para condensar el vapor liberado:
Entalpía de vaporización del agua: 2,26.10⁶J/kg
Q2 = mΔH
Q2 = m(2,26.10⁶J/kg) = 2260000m J
Calor necesario para calentar el agua y el recipiente:
(Calor específico del agua, c₁: 4186J/kg°C)
(Calor específico del vidrio, c₂: 837J/kg°C)
Q3 = m₁c₁ΔT + m₂c₂ΔT
Q3 = (0,2kg)(4186J/kg°C)(50-20)°C + (0,1kg)(837J/kg°C)(50-20)°C
Q3 = 27627J
Calor necesario para enfriar el vapor de 100°C a 50°C
Q3 = mcΔT
Q3 = m(4186J/kg°C)(100-50)°C
Q3 = 209300m J
Igualamos los calores y despejamos la masa del vapor "m"
Calor perdido por el vapor = Calor ganado por el agua y recipiente
60300m + 2260000m + 209300m = 27627
m = 10,9g