¬ŅQu√© sucede cuando se agrega hielo al agua caliente y c√≥mo cambiar√° la energ√≠a?

¬ŅQu√© sucede cuando se agrega hielo al agua caliente y c√≥mo cambiar√° la energ√≠a?

cuando agrega hielo al agua caliente, parte del calor del agua derrite el hielo. el calor restante calienta el agua helada pero enfría el agua caliente en el proceso. puede calcular la temperatura final de la mezcla si sabe con cuánta agua caliente comenzó, junto con la temperatura y la cantidad de hielo que agregó. Dos propiedades físicas, el calor específico y el calor de fusión, determinan exactamente cómo se derrite el hielo y se enfría el agua.

calor especifico

El calor específico de una sustancia mide la cantidad de energía que se necesita para elevar su temperatura. por ejemplo, cuando agrega 1 caloría de calor a 1 gramo de agua, se calienta en 1 grado centígrado (1.8 grados Fahrenheit). Lo contrario es cierto cuando el agua se enfría; Un gramo de agua que cae 1 grado centígrado pierde 1 caloría de energía térmica. Otras sustancias tienen diferentes calores específicos. por ejemplo, solo se requieren 0.03 calorías para calentar un gramo de plomo por 1 grado centígrado.

calor de fusión

un recipiente de agua pierde 1 calor√≠a por cada grado cent√≠grado que se enfr√≠e. sin embargo, cuando llega a cero grados cent√≠grados (32 grados Fahrenheit), la situaci√≥n cambia: el agua se convierte en hielo. este proceso involucra mucha m√°s energ√≠a de calor, 79.7 calor√≠as por gramo, y la temperatura de la mezcla de hielo y agua no cambia hasta que todo se congela. Cuando una sustancia pasa por esta fase, la energ√≠a se denomina calor de fusi√≥n. Las mol√©culas de agua pierden energ√≠a extra al agruparse en un s√≥lido. Una vez que se ha formado el hielo, cambia la temperatura seg√ļn su propio calor espec√≠fico: 0,49 calor√≠as por grado cent√≠grado.

cambio de energia

Para determinar exactamente cómo cambia la energía cuando agrega hielo al agua caliente, necesita la masa del hielo y el agua, así como la temperatura del agua. por ejemplo, debido a su valor calorífico específico, un litro de agua caliente a 75 grados celsius (167 grados fahrenheit) tiene 75,000 calorías de energía más que la misma cantidad de agua a 0 grados celsius (32 grados fahrenheit). agregar 100 gramos de hielo al agua toma 7.970 calorías para derretirlo; La energía disponible se convierte en 67,030 calorías. una vez que se convierte en agua, los 100 gramos toman 1 caloría por grado del calor restante en el agua caliente, pero el calor no se "pierde", simplemente se trasladó al agua fría.

cambio de temperatura

A medida que el agua caliente pierde 7.970 calor√≠as para derretir el hielo, el agua se enfr√≠a de 75 a 67 grados cent√≠grados (153 grados Fahrenheit). el agua caliente pierde calor, mientras que el agua fr√≠a del hielo derretido se calienta. En este ejemplo, solo se agregan 100 gramos de hielo a 1,000 gramos de agua. por lo tanto, el agua caliente pierde una peque√Īa cantidad de temperatura, mientras que el agua fr√≠a se calienta en un mayor n√ļmero de grados. Al dividir 67,030 calor√≠as disponibles por 1,100 gramos totales de agua, se obtiene una temperatura final de aproximadamente 61 grados cent√≠grados (142 grados Fahrenheit). el agua caliente pierde un total de 14 grados cent√≠grados (57 grados Fahrenheit), y el agua fr√≠a gana 61 grados cent√≠grados. tenga en cuenta que los resultados dependen de la cantidad de hielo y agua caliente que tenga al comienzo. Si agrega una tonelada de hielo a 1,000 gramos de agua, el agua caliente no tendr√° suficiente calor para derretir todo el hielo.



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