¿Qué calor se requiere para convertir 1 gramo de hielo a 10°C en vapor a 100°C?
Para calcular el calor requerido para convertir 1 gramo de hielo a 10°C en vapor a 100°C, debemos considerar varias etapas del proceso:
Vamos a calcular cada etapa:
Calor para calentar el hielo de -10°C a 0°C: [ Q_1 = m \cdot c_{hielo} \cdot \Delta T ] Donde:
[ Q_1 = 1 , \text{g} \cdot 2.09 , \text{J/g°C} \cdot 10°C = 20.9 , \text{J} ]
Calor para la fusión del hielo a agua a 0°C: [ Q_2 = m \cdot L_f ] Donde:
[ Q_2 = 1 , \text{g} \cdot 334 , \text{J/g} = 334 , \text{J} ]
Calor para calentar el agua de 0°C a 100°C: [ Q_3 = m \cdot c_{agua} \cdot \Delta T ] Donde:
[ Q_3 = 1 , \text{g} \cdot 4.18 , \text{J/g°C} \cdot 100°C = 418 , \text{J} ]
Calor para la vaporización del agua a vapor a 100°C: [ Q_4 = m \cdot L_v ] Donde:
[ Q_4 = 1 , \text{g} \cdot 2260 , \text{J/g} = 2260 , \text{J} ]
Finalmente, sumamos todos los calores:
[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 ] [ Q_{total} = 20.9 , \text{J} + 334 , \text{J} + 418 , \text{J} + 2260 , \text{J} = 3032.9 , \text{J} ]
Por lo tanto, se requiere aproximadamente 3032.9 J para convertir 1 gramo de hielo a 10°C en vapor a 100°C.