Question

45. calcular las calorías necesarias para condensar 5 kg de agua a 100°C a presión atmosférica.

Answer 1

El agua es la sustancia más pura que encontramos en la naturaleza. Es incolora, inodora e insípida. Dentro de sus características físicas tenemos una temperatura de congelación a 0°C y una de ebullición a 100°C.

El proceso de condensación constituye un cambio de estado, en el que el vapor de agua retorna a agua líquida.

Para calcular las calorías necesarias para condensar 5 kg de agua a 100°C a presión atmosférica, se deben tomar en cuenta ciertas consideraciones: a) Condensar implica llevar el vapor de agua a una temperatura en que pase a ser agua líquida, entonces equivalea una pérdida de calor, o un valor negativo de Q; b) Se requerirá asociar los calores específicos de el agua y el vapor de agua (que son distintos) y el calor latente de condensación del agua. 


Se tomará como base la  ecuación para el cálculo de calor (Q) en termodinámica:

Q = m x ce x Δt .......... Δt = Tf - Ti .................  Q = m x ce x (Tf -Ti)

Datos:

$m_{vapor de agua}$ = 5 Kg = 5000 gr

$ce_{agua}$ = 1 cal/gr°C

$ce_{vapor de agua}$ = 0,48 cal/gr°C

Lc = calor latente de condensación del vapor de agua = – 540 cal/g.

Ti = 100°C

Tf = para el vapor de agua que se condensa será equivalente al puntode rocio,que a presión atmósfera estableceremos en 25 °C, que será la temperatura a la que todo el vapor de agua se condensará.

Debo aclarar que para el cálculo del punto de rocio se require conocer no sólo la presión en la que se encuentra el gas, sino la humedad relativa, dato que no es aportado.

En nuestra ecuación, entonces, decimos:

Q =  $m_{vapor de agua}$ x $ce_{vapor de agua}$ x (Tf -Ti) + Lc

Q = 5000 gr x 0,48 cal/gr°C x (25°C - 100°C) + 5000(-540 cal/gr)

Q = 2400 cal/°C x (- 75°C) + (- 2.700.000 cal)

Q = - 2.880.000 cal que es igual a decir - 2,88 x 10⁶ calorias

Se requeriran restarles 2,88 x 10⁶ calorias para condensar 5 Kg de vapor de agua.