Problema nº 2 de calor sensible, cantidad de calor - TP11

Enunciado del ejercicio nº 2

La combustión de un gramo de antracita proporciona 7.300 cal. ¿Qué cantidad de dicho carbón hará falta para calentar 4 litros de agua desde 20 °C hasta el punto de ebullición? En CNPT

Desarrollo

Datos:

mₐ = 1 g

Qₐ = 7.300 cal

Vₐ = 4 l

t₁ = 20 °C

t₂ = 100 °C

cₑ = 1 kcal/kg·°C (calor específico del agua)

Fórmulas:

Q = m·cₑ·(t₂ - t₁)

Solución

Hallamos la cantidad de calor necesario para calentar 4 litros de agua.

Aplicamos la ecuación de cantidad de calor para el agua:

Q = m·cₑ·(t₂ - t₁)

Convertimos las unidades:

Vₐ = 4 l ≅ 4 kg = m

m = 0,001 kg

Qₐ = 7,3 kcal

Reemplazamos por los valores y calculamos:

Q = 1 kcal/kg·°C·4 kg·(100 °C - 20 °C)

Q = 4 kcal/°C·80 °C

Q = 320 kcal

La cantidad de calor necesario para calentar 4 litros de agua es Q = 320 kcal.

Luego, determinamos la cantidad de antracita necesaria para producir 320 kcal.

mₓ = 43,83561644 g

Respuesta, la masa de antracita necesaria es:

mₓ = 44 g

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

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Ejemplo, cómo calcular la masa