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¿Cuanto calor, en kilocalorías, debe agregarse para transformar un bloque de 3 kg de hielo a -5 C, en agua a + 22 C? (Capacidad calorífica del hielo = 0.50 cal/g*K, capacidad calorífica del agua = 1 cal/g*K, y calor de fusión del agua = 79.7 cal/g).
Solución con FísicaLab
Seleccionamos el grupo Termodinámica y, dentro de este, el módulo Calorimetría y gases. Si la Pizarra contiene elementos, los borramos dando un clic en el icono Borrar todo. Y ahora agregamos a la Pizarra un elemento Proceso, al cual le aplicamos un elemento Calor aplicado. Agregamos también un elemento Bloque, un elemento Cambio de fase solido-liquido, y un elemento Liquido, como muestra la siguiente imagen (las flechas amarillas son únicamente para indicar el sentido del proceso):
Para el elemento Calor aplicado, donde debemos utilizar la conversión para kilocalorías, tenemos:
Q @ cal
El elemento Proceso, cuyo nombre en este problema es irrelevante, representa el cambio que sufre el agua desde su estado solido a -5 C hasta su estado liquido a 22 C. Este elemento debe contener el elemento Bloque, que representa el agua en estado solido, así como el elemento Cambio de fase solido-liquido, que representa el cambio de fase sufrido por el agua, y el elemento Liquido, que representa el estado final del agua. A dichos elementos los llamaremos Solido, Fusion y Liquido, respectivamente. Por lo tanto, para el elemento Proceso tenemos:
0
Solido
Fusion
Liquido
0
0
Ahora para el elemento Bloque, que representa al agua en estado solido y que llamaremos Solido, puesto que es con este nombre con el que nos referimos a el en el elemento Proceso, tenemos:
Solido
3
0.5 @ cal/g*K
-5 @ C
0 @ C
Para el elemento Cambio de fase solido-liquido, que representa el cambio de fase del agua y que debemos llamar Fusion, tenemos:
Fusion
3
79.7 @ cal/g
>
Y para el elemento Liquido, que representa el estado final del agua y que llamamos Liquido, tenemos:
Liquido
3
1 @ cal/g*K
0 @ C
22 @ C
Ingresados los datos, damos un clic en el icono de Resolver para obtener la respuesta:
Q = 312.600 kcal ; Estado = success.
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