Cátedra Cisale - Guía 4.8.8. Calorimetría

8. En una muestra sólida de 500 g se introduce calor a una tasa de 10 kJ/min. Esta muestra solida cambia su fase durante 1,5 minutos de fase solida a fase liquida.

 

a. Calcule el calor latente de fusión del sólido.

 

Q = m Lf

 

Donde

Q = calor recibido = 10 kJ/min * 1,5 min = 15 kJ

m =  masa = 500 g = 0,50 kg

Lf = calor latente de fusión

 

Reemplazando y despejando Lf

Lf = Q / m = 15 kJ / 0,50 kg = 30 kJ/kg = 30 J/g = 30 J /g 1cal/4,18 J = 7,17 cal/g  

 

b. Si antes del cambio de fase, el material sólido aumento 15°C en un minuto y luego del cambio de fase, en estado líquido, aumento su temperatura en 30°C durante 1,5 minutos. Determine los calores específicos de los estados sólido y líquido del material.

 

Solido

Q  = m ces ΔT

 

Donde

Q = calor recibido = 10 kJ / min * 1 min = 10 kJ = 10.000 J 1 cal/4,18 J = 2.392 cal

m = masa  =  500 g

ces = calor específico del solido

ΔT = variación de temperatura = 15 ºC

 

Reemplazando y despejando ces

ces =  Q / (m ΔT)  = 2.392 cal / (500 gr  15 ºC) =  0,32 cal/gr ºC

Q = m ce (Tf – Ti)

 

Liquido

Q  = m cel ΔT

 

Donde

Q = calor recibido = 10 kJ / min * 1,5 min = 15 kJ = 15.000 J 1 cal/4,18 J = 3.589 cal

m = masa  =  500 g

cel = calor específico del liquido

ΔT = variación de temperatura = 30 ºC

 

Reemplazando y despejando ces

ces =  Q / (m ΔT)  = 3.589 cal / (500 gr  30 ºC) =  0,24 cal/gr ºC