Determinar la cantidad de calor necesaria para transformar 20 g de

CATALUÑA / SEPTIEMBRE 98. LOGSE / QUIMICA / TERMOQUIMICA / SERIE 5 /
OPCION A / PROBLEMA Nº 3a
3.a).- Determinar la cantidad de calor necesaria para transformar 20 g de hielo a –10ºC en
20 g de vapor de agua a 100ºC si se sabe que el calor de fusión del hielo es 334 kJ/kg y el
calor de vaporización del agua es 2255 kJ/kg
Datos: ce (hielo) = 1090 J/kg·K; ce (agua) = 4180 J/kg·K
Solución:
a) Transformaciones sufridas:
Q1
Q2
Q3
Q4
Hielo T= -10ºC → Hielo T = 0ºC → Agua T = 0ºC → Agua T = 100ºC →VaporaguaT =100ºC
m = 20 g
m = 20 g
m = 20 g
m = 20 g
m = 20 g
La cantidad de calor necesaria para toda la transformación es la suma de la cantidad de calor de
cada una de las transformaciones descritas.
Q1) No hay cambio de estado, pero si varía la temperatura.
Q1 = m · ce (hielo) · ∆T; Q1 = 20·10-3 kg · 2090 J/kgK · (273 – 263) K
Q1 = 418 J
Q2) Cantidad de calor de cambio de estado.
Q2 = m · ∆Hf (hielo); Q2 = 20·10-3 kg · 334·103 J/kg
Q2 = 6680 J
Q3) No hay cambio de estado, pero si cambio de temperatura.
Q3 = m · ce(agua) ·∆T; Q3 = 20:10-3 kg · 4180 J/Kkg · (373 – 273) K
Q3 = 8360 J
Q4) calor de cambio de estado.
Q4 = m · ∆Hv (agua); Q4 = 20·10-3 kg · 2255·103 J/kg
Q4 = 45100 J
QT = Q1+ Q2 + Q3 + Q4;
QT = 60,55 kJ
QT = 418J + 6680 J + 8360 J + 45100 J = 60550 J
La cantidad de calor necesaria para transformar 20 g de hielo a –10ºC en 20 g de vapor de agua a
100ºC es: QT = 60,55 kJ
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