Problema nº 2 de calor sensible y calor latente de fusión y de vaporización, cantidad de calor intercambiada en una mezcla - TP10

Enunciado del ejercicio nº 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

t_if = 20 °C

c_LV = 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·(t_f - tᵢ)

Q_L = m·c_LV

Q_T = Q_S + Q_L

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:

Q_L = m·c_LV

Q_L = 0,020 kg·539 kcal/kg

Q_L = -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·(t_f - 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:

Q_T = Q_S + Q_L

Q_T = -1,6 kcal - 10,78 kcal

Q_T = -12,38 kcal

Respuesta: el calor desprendido es 12,38 kcal.

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

Ejemplo, cómo calcular la cantidad de calor intercambiada en una mezcla