Calcular el calor latente de fusión

[cristianoceli]

Hola tengo dudas con este experimento que es muy similar a este video:

Me dan los siguienets datos:

$m_{agua}=100 [g]$ ; $m_{hielo}=20 [g]$ ; $T_i= 20 [C] \Rightarrow{293.15[K]}$ (agua) : $T_f= 5 [C] \Rightarrow{278.15[K]}$ (agua luego de agregar hielo)
; $C_{agua}=4.18[J/(gK)]$ ; $L_{agua}=3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]$

Me piden el calor que perdio el agua (a) y el calor latente de fusión del hielo (b)

Para (a) lo que he hecho $\triangle H =(m_{a}+m_{h})\triangle T_f \cdot C_a$

$\triangle H =(100[g]+20[g])(278.15 [K]-293.15[K]) \cdot 4.18 [J/(gK)] = -7524 [J]$

Tengo dudas para calcular (b)

De antemano gracias

[Richard R Richard]

Sumamente raro , justamente lo que tienes que calcular en el punto b es este dato

$L_{agua}=3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]$

pero ya te lo han dado????

tambien es raro que ya sepas la temperatura final del agua luego de agregarle el hielo... me explico

tu partes de agua a 20°c que termina en 5 °c el calor que cede esta agua es

$Q_1=m_aC_a\Delta T_1=100g 4.18J/gK(293.15K-278.15K)=6270 J$

el hielo se derretirá a temperatura constante de 0°c si la presión atmosferica es 1 atm, y luego ascendera de 0°c a 5°c para hallar el equilibrio termico

el calor necesario pare ese proceso es

$Q_2=m_hL_{agua}+m_hC_a\Delta T_2=20g3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]+20g4.18J/gK(278.15K-273.15K)=67218 J$

como $Q_1$ es distinto de $Q_2$ no puede haberse producido un equilibrio térmico de ese modo. O bien l temperatura final no puede ser 5°c con las masas de hielo y agua involucradas y dada la baja temperatura inicial del agua.

H

Para (a) lo que he hecho $\triangle H =(m_{a}+m_{h})\triangle T_f \cdot C_a$

$\triangle H =(100[g]+20[g])(278.15 [K]-293.15[K]) \cdot 4.18 [J/(gK)] = -7524 [J]$

No se resolvería así de todos modos

tienes el enunciado completo , tipealo tal cual te lo dieron sin ningun dato extra que conozcas, solo el enunciado a secas.

[cristianoceli]

Sumamente raro , justamente lo que tienes que calcular en el punto b es este dato



pero ya te lo han dado????

tambien es raro que ya sepas la temperatura final del agua luego de agregarle el hielo... me explico

tu partes de agua a 20°c que termina en 5 °c el calor que cede esta agua es

$Q_1=m_aC_a\Delta T_1=100g 4.18J/gK(293.15K-278.15K)=6270 J$

el hielo se derretirá a temperatura constante de 0°c si la presión atmosferica es 1 atm, y luego ascendera de 0°c a 5°c para hallar el equilibrio termico

el calor necesario pare ese proceso es

$Q_2=m_hL_{agua}+m_hC_a\Delta T_2=20g3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]+20g4.18J/gK(278.15K-273.15K)=67218 J$

como $Q_1$ es distinto de $Q_2$ no puede haberse producido un equilibrio térmico de ese modo. O bien l temperatura final no puede ser 5°c con las masas de hielo y agua involucradas y dada la baja temperatura inicial del agua.






No se resolvería así de todos modos

tienes el enunciado completo , tipealo tal cual te lo dieron sin ningun dato extra que conozcas, solo el enunciado a secas.

Hola
Lo que me falto aclarar que es un laboratorio no un ejery el experimento es aque que puse en el video y simplemente dice consire los siguientes datos y nebase al experimento responda dichas preguntas.


Saludos

[Richard R Richard]

si partes de 100g de agua a 20 grados y 20 gramos de hielo a 0°c el equilibrio termico se halla en 0°c cuando todavía no se ha derretido todo el hielo. no a 5°C

El calor que cede el agua es igual al calor que absorbe el hielo , si x es la masa de hielo que se derrite

$m_aC_a(T_f-T_i)+xL_{agua}=0$

$x=\dfrac{m_aC_a(T_i-T_f)}{L_agua}=\dfrac{100g 4.18J/gK(293.15K-273.15K)}{3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]}=2.54g$

con que solo 2.54g de hielo se derritan el agua baja su temperatura a 0°c y hay equilibrio térmico.

el Punto b, solo se puede hacer si tienes datos experimentales correctos. la temperatura final no puede ser 5°c como ya te explique, y si el resultado es real, entonces , tiene que suceder 1 o mas de estas 3 cosas

• la temperatura inicial del agua debe ser mayor.
• la masa de agua inicial es mayor
• la masa inicial de hielo es mucho menor a 2.54g precisamente

$Q_2=Q_1=x_2L_{agua}+x_2C_a\Delta T_2=x_2(3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]+4.18J/gK(278.15K-273.15K)=6270J<br />$

$x_2=\dfrac{6270 J}{3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]+4.18J/gK(278.15K-273.15K)}=1.86g$



luego si experimentalmente mezclas 100g de agua y 1.86 g de hielo a 0°c entonces si el resultado medido de temperatura final del agua fuera 5°c

entonces sí podrías hacer el calculo


$L_{agua}=\dfrac{m_aC_a(T_{ia}-T_f)+m_hC_a(T_{ih}-T_f)}{m_h}$

[cristianoceli]

si partes de 100g de agua a 20 grados y 20 gramos de hielo a 0°c el equilibrio termico se halla en 0°c cuando todavía no se ha derretido todo el hielo. no a 5°C

El calor que cede el agua es igual al calor que absorbe el hielo , si x es la masa de hielo que se derrite

$m_aC_a(T_f-T_i)+xL_{agua}=0$

$x=\dfrac{m_aC_a(T_i-T_f)}{L_agua}=\dfrac{100g 4.18J/gK(293.15K-273.15K)}{3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]}=2.54g$

con que solo 2.54g de hielo se derritan el agua baja su temperatura a 0°c y hay equilibrio térmico.

el Punto b, solo se puede hacer si tienes datos experimentales correctos. la temperatura final no puede ser 5°c como ya te explique, y si el resultado es real, entonces , tiene que suceder 1 o mas de estas 3 cosas

• la temperatura inicial del agua debe ser mayor.
• la masa de agua inicial es mayor
• la masa inicial de hielo es mucho menor a 2.54g precisamente

$Q_2=Q_1=x_2L_{agua}+x_2C_a\Delta T_2=x_2(3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]+4.18J/gK(278.15K-273.15K)=6270J<br />$

$x_2=\dfrac{6270 J}{3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]+4.18J/gK(278.15K-273.15K)}=1.86g$



luego si experimentalmente mezclas 100g de agua y 1.86 g de hielo a 0°c entonces si el resultado medido de temperatura final del agua fuera 5°c

entonces sí podrías hacer el calculo


$L_{agua}=\dfrac{m_aC_a(T_{ia}-T_f)+m_hC_a(T_{ih}-T_f)}{m_h}$

Hola tengo dudas. Como solo se derriten 2.54g de hielo para alcanzar dicho equilibrio que s eproduce a temperatura 0C entonces ese es el dato que debo usar para calcular el calor que pierde el agua quedando:

$q_a =(2.54[g])(278.15 [K]-273.15[K]) \cdot 4.18 [J/(gK)] = 53.086 [J]$

O basicamente es lo que tu mencionas aca $Q_1=m_aC_a\Delta T_1=100g 4.18J/gK(293.15K-278.15K)=6270 J$

[Richard R Richard]

Hola tengo dudas. Como solo se derriten 2.54g de hielo para alcanzar dicho equilibrio que se produce a temperatura 0°C entonces ese es el dato que debo usar para calcular el calor que pierde el agua quedando:

$q_a =(2.54[g])(278.15 [K]-273.15[K]) \cdot 4.18 [J/(gK)] = 53.086 [J]$

No no eso es incorrecto,

los 2.54g son de hielo, he revisado cuentas, y es precisamente 2.502g( algo teclee mal antes) de hielo que se funden tomando los 8360J que puede cede el agua hasta llegar a cero grado. que los calculas así como sigue. Los 6270 J son necesarios para llegar hasta 5°c y no a 0°c

basicamente es lo que tu mencionas aca $Q_1=m_aC_a\Delta T_1=100g 4.18J/gK(293.15K-\mathbf{278.15K})=6270 J$

es decir $Q_{cedido \, por\ el\, agua}=m_aC_a\Delta T_1=100g 4.18J/gK(293.15K-273.15K)=8360 J=2.502g3.34 \cdot 10^3 [J/Kg]=Q_{ganado \, por\, el\,hielo}$