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Problema calorimetría 0002

Calcula el calor que debemos transferir a una sistema formado por 150 g de un compuesto C (s), a 120 ºC, para transformarlo en C (l), a 460 ºC. El punto de fusión del compuesto C es 282 ºC.
Datos: c_e [C (s)] = 13,9\ \frac{cal}{g\ ^\circ C} ; c_e [C (l)] = 22,5\ \frac{cal}{g\ ^\circ C} ; l_f = 1423\ \frac{cal}{g}

SOLUCIÓN

Para hacer el calentamiento y el cambio de estado del carbono debemos dividir el proceso en tres pasos:
1. Calentamiento del C(s) desde los 120 ºC hasta los 282 ºC, que es a la temperatura en la que se produce el cambio de estado.
2. El cambio de estado desde C(s) a C(l).
3. El calentamiento del C(l) desde los 282 ºC hasta los 460 ºC.
El calor total será la suma de los calores necesarios para llevar a cabo cada etapa.
1.

Q_1 = m\cdot c_e[C(s)]\cdot (T_f - T_i)


Q_1 = 150\ g\cdot 13,9\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (282 - 120)\ ^\circ C = 3,38\cdot 10^5\ cal


2.

Q_2 = m\cdot l_f = 150\ g\cdot 1\ 423\frac{cal}{g} = 2,13\cdot 10^5\ cal


3.

Q_3 = m\cdot c_e[C(l)]\cdot (T_f - T_i)


Q_3 = 150\ g\cdot 22,5\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (460 - 282)\ ^\circ C = 6\cdot 10^5\ cal


Q_T = \bf 1,15\cdot 10^6\ cal\ \equiv\ \bf 1\ 150\ kcal

 

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