Question

Calcular la energía que hay que darle a 600 g de hielo a -3ºC para que pase a agua líquida a 50 ºC.
Chielo= 0,5 cal/grºC; Cagua= 1 cal/grºC.

Answer 1

Respuesta:

El proceso que debemos hacer contiene un cambio de estado porque el hielo ha de fundirse y hacerse agua líquida. Dividimos el proceso en tres etapas:

a) Calentamiento del hielo hasta los 0 ºC:

Q_1 = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i) = 500\ g\cdot 0,5\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (0 - (-5))^\circ C = 1,25\cdot 10^3\ calQ1=m⋅ce⋅(Tf−Ti)=500 g⋅0,5g⋅∘Ccal⋅(0−(−5))∘C=1,25⋅103 cal

b) Cambio de fase (fusión):

Q_2 = m\cdot l_f = 500\ g\cdot 334\frac{J}{g} = 1,67\cdot 10^5\ JQ2=m⋅lf=500 g⋅334gJ=1,67⋅105 J

Convertimos los julios en calorías para que las unidades sean homogéneas:

1,67\cdot 10^5\ J\cdot \frac{1\ cal}{4,18\ J} = 4\cdot 10^4\ cal1,67⋅105 J⋅4,18 J1 cal=4⋅104 cal

c) Calentamiento del agua hasta los 40 ºC:

Q_3 = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i) = 500\ g\cdot 1\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (40 - 0)\ ^\circ C = 2\cdot 10^4\ calQ3=m⋅ce⋅(Tf−Ti)=500 g⋅1g⋅∘Ccal⋅(40−0) ∘C=2⋅104 cal

El calor total será la suma de los calores anteriores: Q_T = 6,125\cdot 10^4\ calQT=6,125⋅104 cal