Portada del sitio > Secundaria > F y Q [4.º ESO] > Energía y Calor > Calor necesario para calentar hielo hasta vapor

Calor necesario para calentar hielo hasta vapor

Viernes 24 de mayo de 2019, por F_y_Q

¿Qué cantidad de calor es necesario para elevar 30 g de hielo desde hasta ?

Datos: $c_e(hielo) = c_e(vapor) = 2,1\frac{J}{g\cdot K}$ ; $c_e(agua) = 4,2\frac{J}{g\cdot K}$ ; $l_f(hielo) = 3,33\cdot 10^2\frac{J}{g}$ ; $l_{vap}(agua) = 2,26\cdot 10^3\frac{J}{g}$ ; ; $T_{eb} = 100^oC$

El proceso de calentamiento implica dos cambios de estado. Esto hace que tengamos que dividirlo en cinco pasos:
Primer paso: Calentar el hielo hasta la temperatura de fusión.

$Q_1 = m\cdot c_e(hielo)\cdot (T_f - T_0) = 30\ \cancel{g}\cdot 2,1\frac{J}{\cancel{g}\cdot \cancel{^oC}}\cdot [0 - (-4)]\ \cancel{^oC} = 252\ J$

Segundo paso: Cambio de estado del hielo.

$Q_2 = m\cdot l_f(hielo) = 30\ \cancel{g}\cdot 3,33\cdot 10^2\frac{J}{\cancel{g}} = 9,99\cdot 10^3\ J$

Tercer paso: Calentar el agua hasta la temperatura de ebullición.

$Q_3 = m\cdot c_e(agua)\cdot (T_{eb} - T_f) = 30\ \cancel{g}\cdot 4,2\frac{J}{\cancel{g}\cdot \cancel{^oC}}\cdot (100 - 0)\ \cancel{^oC} = 1,26\cdot 10^3\ J$