Calor de vaporización – Problema resuelto

Cuando una sustancia cambia su estado de materia, se necesita una cantidad específica de energía para completar el cambio. Cuando el cambio de fase es entre líquido y gas, la cantidad de energía por unidad de masa se denomina calor de vaporización. Estos dos problemas de ejemplo de calor de vaporización mostrarán cómo aplicar el calor de vaporización a las ecuaciones de calor.

La ecuación para encontrar esta energía es bastante simple.

Q = m · ΔH _v

donde
Q = Energía
m = masa
ΔH _v  = calor de vaporización

Problema de ejemplo de calor de vaporización 1

Pregunta: El calor de vaporización del agua es 2257 julios / gramo o 540 calorías / gramo. ¿Qué energía en julios se requiere para convertir 50 gramos de agua en vapor? ¿Cuánta energía en calorías?

Solución: conecte lo que sabemos a la fórmula de calor de arriba.

m = 50 gramos
ΔH _v  = 2257 J / gramo

Q = m · ΔH _v
Q = (50 g) · (2257 J / g)
Q = 112850 J = 112,85 kJ

En calorías:
ΔH _v  = 540 cal / g

Q = m · ΔH _v
Q = (50 g) · (540 cal / g)
Q = 27000 cal = 27 kcal

Respuesta: Se necesitan 112850 julios o 27000 calorías de calor para convertir 50 gramos de agua líquida en agua gaseosa o vapor.

Problema de ejemplo de calor de vaporización 2

Pregunta: El azufre líquido se vaporiza a 445 ° C. Si se necesitan 28125 J para convertir 20 gramos de azufre líquido a 445 ° C en azufre gaseoso a 445 ° C, ¿cuál es el calor de vaporización del azufre?

Solución: enumere lo que sabemos:

m = 20 g
Q = 28125 J

Inserte estos valores en la ecuación del calor de vaporización.

Q = m · ΔH _v
28125 J = (20 g) · ΔH _v

Resuelva para ΔH _v.

ΔH _v = (28125 J) / (20 g)
ΔH _v = 1406,25 J / g

Respuesta: El calor de vaporización del azufre es 1406,25 J / g.

Consejos para la tarea de calor de vaporización

Estos problemas no son particularmente difíciles de realizar, pero pueden producir respuestas incorrectas si no observa sus unidades.

La energía y la masa tienen varios tipos diferentes de unidades. La energía tiene julios, calorías, kilocalorías, electronvoltios, ergios… solo por nombrar algunos. La masa suele ser múltiplos de gramos (kilogramos, miligramos, microgramos, etc.) pero también pueden ser onzas o libras. Asegúrese de verificar qué unidades necesita para el problema en cuestión.

Otro punto de error puede ocurrir al buscar calores de vaporización en tablas. Los químicos son a menudo los científicos que trabajan con calores de vaporización de elementos y compuestos, y su unidad de «masa» es el mol. Sus tablas tienen típicamente unidades de calor de vaporización de Joules / mol o la cantidad de energía para vaporizar un mol de la sustancia.

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