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Guía de ejercicios resueltos de calorimetría. TP03

Termodinámica: Solución del ejercicio n° 6 de cambio de estado. Calor latente de vaporización y de fusión. Problemas resueltos.

Problema n° 6 de cambio de estado.

Problema n° 6) Calcular la cantidad de calor absorbida por 500 g de plomo que está a 20 °C para fundirse totalmente.

Desarrollo

Datos:

m = 500 g = 0,5 kg

ti = 20 °C

ce = 0,031 kcal/kg.°C (calor específico del plomo)

cL = 5,497 kcal/kg (calor latente de solidificación/fusión del plomo)

PF = 327,5 °C

Fórmulas:

QS = ce.m.(tf - ti) (1)

QL = cL.m (2)

Solución

Utilizamos la fórmula de calor (1) para calcular el calor que requiere para alcanzar el punto de fusión, es decir tomamos como tf = PF:

QS = ce.m.(PF - ti)

QS = (0,031 kcal/kg.°C).0,5 kg.(327,5 °C - 20 °C)

QS = (0,031 kcal/kg.°C).0,5 kg.307,5 °C

QS = (0,031 kcal/kg.°C).0,5 kg.307,5 °C

QS = 4,76625 kcal

 

Con esto conocemos la cantidad de calor necesaria para alcanzar la temperatura de fusión. Como el enunciado pide la cantidad de calor necesaria para fundirse completamente debemos calcular el calor durante la fusión, para ello utilizamos la ecuación (2):

QL = cL.m

QL = (5,497 kcal/kg).0,5 kg

QL = 2,74857 kcal

 

Recordemos que durante el proceso de fusión o solidificación la temperatura permanece constante.

Finalmente sumamos ambas cantidades de calor:

QT = QS + QL

QT = 4,76625 kcal + 2,74857 kcal

QT = 7,515 kcal

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