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Calor que cede una sustancia al enfriarse y cambiar de estado

Sábado 27 de julio de 2019, por F_y_Q

250 g de una sustancia A se encuentran en estado líquido a . ¿Qué cantidad de calor se transfiere cuando se enfría la sustancia A hasta los ?

Datos: $c_e[A(l)] = 2.75\ \textstyle{cal\over{g\cdot ^oC}}$ ; $c_e[A(s)] = 1.80\ \textstyle{cal\over{g\cdot ^oC}}$ ; $l_f(A) = 78.4\ \textstyle{cal\over{g}}$ ;

En el enfriamiento propuesto, la sustancia A cambia de estado y se solidifica. Esto hace necesario dividir el proceso en varios pasos.
1. Enfriamiento del líquido.

$Q_1 = m_A\cdot c_e(l)\cdot \Delta T = 250\ \cancel{g}\cdot 2.75\frac{cal}{\cancel{g}\cdot \cancel{^oC}}\cdot (-4 - 35)\ \cancel{^oC} = -2.68\cdot 10^4\ cal$

2. Cambio de estado (solidificación).

$Q_2 = m_A\cdot l_f(A) = 250\ \cancel{g}\cdot 78.4\frac{cal}{\cancel{g}} = -1.96\cdot 10^4\ cal$

3. Enfriamiento del sólido.

$Q_3 = m_A\cdot c_e(s)\cdot \Delta T = 250\ \cancel{g}\cdot 1.8\frac{cal}{\cancel{g}\cdot \cancel{^oC}}\cdot (-12 + 4)\ \cancel{^oC} = -3.6\cdot 10^3\ cal$

El calor total que cede el sistema durante el proceso es:

$Q_T = Q_1 + Q_2 + Q_3 = (-2.68\cdot 10^4 - 1.96\cdot 10^4 - 3.6\cdot 10^3)\ cal = \fbox{\color{red}{\bm{-5\cdot 10^5\ cal}}}$

Calor que cede una sustancia al enfriarse y cambiar de estado

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