Problema n° 2 de calor sensible y calor latente de fusión y de vaporización, cantidad de calor intercambiada en una mezcla - TP10
Enunciado del ejercicio n° 2
¿Cuál será la cantidad de calor desprendida cuando 20 g de vapor a 100 °C se condensan y se enfrían a 20 °C?
Desarrollo
Datos:
m = 20 g = 0,020 kg
tᵢ= 100 °C
tif = 20 °C
cLV = 539 kcal/kg (*)
Cₑ = 1,0 kcal/kg·°C (*)
(*) Datos de tabla: Calor sensible y calor latente de fusión y de vaporización.
Fórmulas:
Q = m·cₑ·(tf - tᵢ)
QL = m·cLV
QT = QS + QL
Solución
Al enfriar la masa de vapor agua, este se condensa (cambia de estado) manteniendo su temperatura constante en 100 °C.
Calculamos el calor requerido:
QL = m·cLV
QL = 0,020 kg·539 kcal/kg
QL = -10,78 kcal
El signo es negativo porque el sistema entrega calor.
A continuación, empleamos la fórmula de calor sensible para calcular la cantidad de calor que entregará la masa de agua (ya condensada) de 100 °C a 20 °C.
Q = m·cₑ·(tf - tᵢ)
Reemplazamos por los valores y resolvemos:
Q = 0,020 kg·1,0 kcal/kg·°C·(20 °C - 100 °C)
Q = 0,020 kcal·(-80)
Q = -1,6 kcal
Finalmente calculamos el calor total entregado:
QT = QS + QL
QT = -1,6 kcal - 10,78 kcal
QT = -12,38 kcal
Respuesta: el calor desprendido es 12,38 kcal.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la cantidad de calor intercambiada en una mezcla