Ejemplos de Calor latente
Summary
TLDREl guion del video explica el concepto de calor latente a través del ejemplo de transformar hielo en vapor de agua. Se describen las etapas de cambio de estado y las fórmulas utilizadas para calcular la cantidad de calor requerida en cada paso: aumento de temperatura, fusión, vaporización y nuevamente aumento de temperatura. Se proporcionan ecuaciones y ejemplos prácticos para ilustrar el proceso, destacando la importancia de los calores latentes de fusión y vaporización en la transferencia de energía térmica.
Takeaways
- 🧊 El calor latente es importante para entender las transformaciones de estado de la materia, como el paso del hielo al vapor de agua.
- 🌡️ La temperatura de evaporación del agua varía según la ubicación geográfica, siendo 100°C al nivel del mar y aproximadamente 94°C en la Ciudad de México.
- 📊 Se puede tener hielo a temperaturas menores a 0°C, agua líquida de 0°C a 100°C y vapor de agua a temperaturas mayores a 100°C.
- ⚖️ El cálculo del calor requerido para cambios de estado involucra el uso de calor específico, calor latente de fusión y calor latente de vaporización.
- 🔢 La relación de calor específico es utilizada para calcular el calor necesario para aumentar la temperatura de una sustancia.
- 🔄 Para pasar de estado sólido a líquido se utiliza el calor latente de fusión, mientras que para pasar del estado líquido a vapor se usa el calor latente de vaporización.
- 📘 Los valores de calor latente de fusión y vaporización para diferentes sustancias pueden variar y deben ser convertidos según sea necesario para los cálculos.
- 🔢 En el ejemplo dado, se requieren 146,480 calorías para transformar 200 gramos de hielo a -10°C en vapor de agua a 110°C, considerando los valores de calor latente de fusión y vaporización.
- 🌡️ El calor específico del agua en estado sólido es 0.5 calorías/gramo°C, en estado líquido es 1 caloría/gramo°C y en estado de vapor es 0.5 calorías/gramo°C.
- 📚 En el segundo ejemplo, se calcula que se necesitan 126,1650 calorías para transformar 500 gramos de alcohol líquido a 25°C en vapor a 383.15K, teniendo en cuenta el calor latente de vaporización del alcohol y su calor específico.
Q & A
¿Qué es el calor latente y cómo se relaciona con las transformaciones de estado de la materia?
-El calor latente es la cantidad de energía que se absorbe o emite una sustancia durante una transformación de estado sin cambio en su temperatura. Es crucial en las transformaciones de estado, como la fusión (sólido a líquido) y la vaporización (líquido a gas).
¿Cuáles son las temperaturas críticas para la transformación de hielo en agua y agua en vapor de agua?
-El hielo se transforma en agua a 0 grados Celsius, y el agua se transforma en vapor a 100 grados Celsius a nivel del mar. Sin embargo, en la ciudad de México, el punto de evaporación es aproximadamente de 94 grados Celsius.
¿Cómo se calcula la cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura de un cuerpo desde una temperatura inicial hasta una final?
-Se utiliza la relación de calor específico, que es igual a la masa por el calor específico entre la temperatura final y la inicial: Q = m * c * (T_final - T_inicial).
¿Qué es el calor latente de fusión y cómo se utiliza en el cálculo de la energía necesaria para cambiar el estado de sólido a líquido?
-El calor latente de fusión es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para cambiar la fase de una sustancia de sólido a líquido sin cambio de temperatura. Se utiliza en el cálculo como Q = m * L_fusión, donde m es la masa y L_fusión es el calor latente de fusión.
¿Cuál es la diferencia entre el calor latente de fusión y el calor latente de vaporización?
-El calor latente de fusión se refiere a la energía requerida para cambiar de sólido a líquido, mientras que el calor latente de vaporización es la energía necesaria para cambiar de líquido a gas, manteniendo la temperatura constante.
¿Cómo se calcula la cantidad de calor necesario para evaporar agua a 100 grados Celsius utilizando el calor latente de vaporización?
-Se multiplica la masa de agua por el calor latente de vaporización: Q = m * L_vaporización, donde L_vaporización es el calor latente de vaporización.
¿Cuáles son los valores de calor latente de fusión y vaporización para el agua según la tabla mencionada en el guion?
-El valor de calor latente de fusión para el agua es de 80 calorías por gramo, y el valor de calor latente de vaporización es de 540 y 2.4 calorías por gramo.
¿Qué es el calor específico y cómo se utiliza en el cálculo de la energía necesaria para aumentar la temperatura de un líquido o un gas?
-El calor específico es la cantidad de calor requerida para subir la temperatura de una unidad de masa de un material en 1 grado Celsius. Se utiliza en el cálculo como Q = m * c * ΔT, donde m es la masa, c es el calor específico y ΔT es la diferencia de temperatura.
¿Cómo se determina la cantidad total de calor necesaria para transformar 200 gramos de hielo a -10 grados Celsius en vapor de agua a 110 grados Celsius?
-Se realiza una suma de los calores necesarios para cada etapa del proceso: aumento de temperatura del hielo a 0°C, fusión del hielo, aumento de temperatura del agua a 100°C, vaporización del agua y aumento de temperatura del vapor a 110°C, utilizando las relaciones de calor específico y los calor latentes de fusión y vaporización.
¿Cuál es el resultado del cálculo para la cantidad total de calorías necesarias para transformar 200 gramos de hielo a -10 grados Celsius en vapor de agua a 110 grados Celsius?
-El resultado del cálculo es de 146,480 calorías.
¿Cómo se calcula la cantidad de calor requerida para evaporar medio kilogramo de alcohol líquido a 25 grados Celsius hasta convertirlo en vapor a 383.15 Kelvin?
-Se utiliza la suma de los calores necesarios para aumentar la temperatura del alcohol de 25°C a 78°C, la energía del calor latente de vaporización y el aumento de temperatura del vapor de 78°C a 110°C, considerando el calor específico del alcohol y su calor latente de vaporización.
¿Cuál es el resultado del cálculo para la cantidad total de calorías necesarias para evaporar medio kilogramo de alcohol líquido a 25 grados Celsius hasta convertirlo en vapor a 383.15 Kelvin?
-El resultado del cálculo es de 126,1650 calorías.
Outlines
🌡️ Ejemplos de Calor Latente y Transformaciones de Estado
Este párrafo explica cómo el hielo puede transformarse en vapor de agua, destacando las temperaturas a las que ocurren estas transformaciones. Se menciona que el agua hierve a 100 grados Celsius a nivel del mar, pero en la Ciudad de México lo hace a 94 grados Celsius. Para problemas prácticos, se asume la evaporación a 100 grados Celsius. Se describen las fases del agua: sólido por debajo de 0 grados Celsius, líquido entre 0 y 100 grados Celsius, y vapor por encima de 100 grados Celsius. Se introduce el concepto de calor específico y calor latente de fusión y vaporización, con fórmulas para calcular el calor necesario para aumentar la temperatura o cambiar de fase.
🧮 Cálculo del Calor Total Necesario para Cambiar de Fase y Aumentar Temperatura
Este párrafo detalla el proceso para calcular el calor total necesario para llevar 200 gramos de hielo a menos 10 grados Celsius hasta vapor de agua a 110 grados Celsius. Se utilizan las fórmulas de calor específico y calor latente, desglosando el cálculo en varias etapas: aumento de temperatura del hielo, fusión del hielo, aumento de temperatura del agua líquida, vaporización del agua y finalmente aumento de temperatura del vapor. Se destaca la importancia de usar los valores correctos de calor específico y calor latente en cada etapa y se muestra cómo sumar los calores para obtener el total.
🔥 Ejemplo Adicional con Alcohol Líquido
En este párrafo se presenta un ejemplo adicional donde se calcula la cantidad de calor necesaria para transformar medio kilogramo de alcohol líquido a 25 grados Celsius en vapor a 383.15 Kelvin (110 grados Celsius). Se explica el uso del calor específico y el calor latente de vaporización del alcohol, y se realizan las conversiones necesarias de unidades. El cálculo se divide en tres etapas: aumento de temperatura del alcohol líquido, vaporización del alcohol y aumento de temperatura del vapor de alcohol. Finalmente, se suma el calor necesario para cada etapa para obtener el calor total.
Mindmap
Keywords
💡Calor latente
💡Estados de agua
💡Calor específico
💡Calor latente de fusión
💡Calor latente de vaporización
💡Evaporación
💡Cambio de estado
💡Ecuación de calor
💡Temperatura inicial y final
💡Ejemplos de cálculo
💡Alcohol
Highlights
El proceso de transformación de hielo a vapor de agua requiere la consideración del calor latente.
La temperatura de evaporación del agua varía según la ubicación, siendo 100°C al nivel del mar y aproximadamente 94°C en la Ciudad de México.
El calor específico es utilizado para calcular el calor necesario para aumentar la temperatura de un material.
El calor latente de fusión es necesario para pasar del estado sólido al líquido.
El calor latente de vaporización se utiliza para la transición del estado líquido al vapor.
La tabla de calores latentes de fusión y vaporización es crucial para problemas prácticos y requiere conversión de unidades según sea necesario.
Ejemplo práctico: Calcular las calorías necesarias para convertir 200 gramos de hielo a vapor de agua a 110°C.
El calor específico del agua varía según su estado (sólido, líquido, gas) y debe ser considerado en los cálculos.
Se describe el proceso detallado para calcular el calor necesario para la transformación de hielo a vapor, incluyendo las fases de aumento de temperatura y cambio de estado.
La importancia de la temperatura inicial y final en las ecuaciones de calor específico y latente es destacada.
Se presentan ecuaciones detalladas para calcular el calor total requerido para la transformación de hielo a vapor, incluyendo los pasos de aumento de temperatura y cambio de fase.
El cálculo del calor total para la conversión de hielo a vapor a 110°C es de 146,480 calorías.
Otro ejemplo práctico involucra la conversión de alcohol líquido a vapor a 383.15 K, utilizando el calor latente de vaporización del alcohol.
El cálculo del calor específico del alcohol y su importancia en el proceso de aumento de temperatura es discutido.
Se destaca la necesidad de ajustar las temperaturas al sistema de medida Kelvin para ciertos cálculos.
El proceso completo de conversión del alcohol líquido a vapor se desglosa en pasos, incluyendo el aumento de temperatura y la fase de vaporización.
El cálculo del calor total para la conversión del alcohol líquido a vapor a 383.15 K es presentado.
Transcripts
ejemplos de calor latente
supongamos que deseamos transformar
hielo hasta vapor de agua algo
importante que debemos recordar es lo
siguiente podemos tener hielo desde
temperaturas menores a cero grados
celsius hasta cero grados celsius
de 0 grados celsius a 100 grados celsius
podemos tener agua en estado líquido y
de 100 grados celsius a temperaturas
mayores a 100 grados celsius podemos
tener vapor de agua algo que también
debemos recordar es que a nivel del mar
el agua se evapora a 100 grados celsius
en la ciudad de mexico el agua se
evapora aproximadamente a 94 grados
celsius pero para fines prácticos en los
problemas que realizaremos nosotros
vamos a considerar como si estudiamos a
nivel del mar es decir el agua se
evapora a 100 grados celsius
debemos recordar que podemos tener agua
en estado sólido de temperaturas menores
a cero grados celsius hasta cero grados
celsius podemos tener agua en estado
líquido de cero grados celsius hasta 100
grados celsius y podemos tener vapor de
agua de 100 grados celsius en adelante
si deseamos obtener la cantidad de calor
que se requiere para aumentar la
temperatura utilizaremos la relación de
calor específico que es igual a calor
entre masa por temperatura final menos
temperatura inicial como deseamos
obtener la cantidad de calor despejamos
como y me quedaría de la siguiente
manera q es igual al calor específico
por masa por temperatura final menos
temperatura inicial ahora si deseamos
nosotros romper la fase y pasar de
estado sólido al líquido
utilizaremos la relación de calor
latente de fusión pero latente de fusión
es igual a calor entre masa despejamos q
y me quedaría que q es igual a la masa
por calor latente de fusión ahora cuando
deseamos nosotros pasar del líquido a
vapor es decir romper la fase y pasar
del líquido a vapor utilizaremos calor
latente vaporización calor latente
vaporización es q / m
otra vez despejamos q y me quedaría que
calor es igual a masa por calor latente
de vaporización
en esta tabla tenemos los calores
latentes de fusión y vaporización de
algunas sustancias lo que hay que notar
si necesitamos utilizar esta tabla
tenemos los calores latentes entre julie
y kilogramos y tendríamos que
convertirlos a calorías sobre gramos
veamos un ejemplo
deseamos obtener las calorías necesarias
para pasar 200 gramos de hielo a menos
10 grados celsius en vapor de agua a 110
grados celsius sabiendo que el calor
latente de fusión es igual a 80 calorías
sobre gramo y el calor latente de
vaporización es igual a 540 y 2.4
calorías sobre gramo lo primero que
tenemos que recordar es que el calor
específico de las sustancias cuando
están en estado sólido líquido gas en
muchas ocasiones puede variar el saló
específico del agua en estado sólido es
punto 5 calorías
el calor específico del agua en estado
líquido es una caloría sobre gramo
grados celsius y el calor específico del
vapor de agua es punto 5 calorías sobre
gramos grados celsius
lo primero que tenemos que hacer es un
pequeño es que me está como el siguiente
queremos llevar hielo en estado sólido
desde menos 10 grados celsius hasta
vapor de agua a 110 grados celsius
aunque no nos diga el problema está
implícito que el agua se convierte de
estado sólido al líquido a cero grados
celsius y también el agua se convierte
en estado líquido a vapor a 100 grados
celsius debemos recordar primero que
queremos aumentar la temperatura
entonces de menos 10 a 0 grados celsius
así que siempre que deseamos nosotros
aumentar la temperatura utilizaremos
esta relación
ahora lo que deseamos es romper la fase
y pasar de estado sólido a estado
líquido por lo que utilizaremos calor
latente de fusión
nuevamente deseamos aumentar la
temperatura para pasar desde cero grados
celsius hasta 100 grados celsius como
deseamos otra vez aumentar la
temperatura entonces utilizaremos esta
relación ahora la siguiente parte
deseamos romper la fase para pasar de
estado líquido a vapor
por lo tanto utilizaremos calor latente
de vaporización y por último deseamos
otra vez aumentar la temperatura desde
100 grados celsius hasta 110 grados
celsius
así que si deseamos aumentar la
temperatura utilizaremos la relación de
calor específico por la masa por
temperatura final menos temperatura
inicial
sumando todos los calores me quedaría
calor uno más calor dos más calor tres
más canal cuatro más calor 5
sustituyendo las ecuaciones me quedaría
calor total es igual a calor 1 que es
igual al calor específico por masa por
temperatura final menos temperatura
inicial calor 2 que es masa por calor
latente de fusión más calor 3 que es
claro específico por masa por
temperatura final menos temperatura
inicial más calor 4 que es la masa por
calor latente de vaporización más calor
5 que es cargo específico por masa por
temperatura final menos temperatura
inicial así que lo que nos queda a
continuación es sustituir los datos
veamos la primera relación
calor 1 es igual al calor específico
pero recordemos que aquí nosotros
estamos en estado sólido así que la
temperatura inicial será menos 10 grados
celsius y la temperatura final será cero
grados celsius algo importante que
tenemos que recordar que siempre la
temperatura final será la que está más a
la derecha de la temperatura inicial
será la que está más a la izquierda
sustituimos los valores y me quedaría el
calor específico en estado sólido sería
0.5
la masa
que para todos los casos será 200 gramos
y la temperatura final recordemos la
temperatura final es la que está más a
la derecha que sería cero grados celsius
este menos debemos recordar que es de la
relación
y de temperatura inicial es menos 10
grados celsius
con todo eso signo
pasemos a la siguiente relación que
debemos recordar que ya aumentamos la
temperatura para llegar a cero grados
celsius ahora debemos romper la fase y
debemos pasar de estado sólido a estado
líquido y para eso necesitamos el calor
2 que es el calor latente de fusión
por lo tanto la masa
que sigue siendo 200 gramos
y el calor latente de fusión
qué es un dato que nos dieron y vale 80
calorías sobre gramo
el calor 3
nos indican ya rompimos la fase ahora
tenemos que aumentar la temperatura para
pasar de 0 grados celsius hasta 100
grados celsius eso quiere decir que
debemos aumentar otra vez la temperatura
por lo tanto utilizaremos esta relación
ahora el calor específico será el calor
específico en estado líquido
qué es una caloría sobre tramo grados
celsius la masa
que sigue siendo 200 gramos
y la temperatura final recordamos otra
vez que la temperatura final es la que
está más a la derecha que esos 100
grados celsius y relación me dice - la
temperatura inicial que sería el cero
grados celsius
ahora ya tenemos el agua a 100 grados
celsius ahora necesitamos romper la fase
para pasar del líquido a vapor así que
necesitamos
kalu latente de vaporización
necesitamos la masa
otra vez 200 gramos y el calor latente
de vaporización que es un rato que nos
están dando y vale 540 y 2.4
por último recordemos que ya tenemos el
vapor de agua a 100 grados celsius pero
queremos aumentar la temperatura hasta
110 grados celsius
por lo tanto utilizaremos la relación q5
que es igual a caro específico por la
masa por temperatura final menos
temperatura inicial que recordemos que
el calor específico sería el calor
específico de vapor de agua que es igual
a 0.5 calorías la masa que en todos los
casos sigue siendo 200 gramos y la
temperatura final recordemos la que
estamos a la derecha 110 grados celsius
menor de temperatura inicial que sería
100 grados celsius
realizó las operaciones necesarias y me
quedaría de la siguiente manera
y eliminó las unidades que me sobran
y me quedaría que el calor total es
igual a 146 mil 480 calorías eso quiere
decir que si yo quiero pasar hielo desde
menos 10 grados celsius hasta 110 grados
celsius necesito una cantidad total de
calorías de 146 mil 480 calorías
otro ejemplo sería el siguiente queremos
determinar la cantidad de calor que se
requiere para pasar medio kilogramos de
alcohol líquido que se encuentra una
temperatura de 25 grados celsius en
vapor a 383 de 15 que elvin el calor
latente de vaporización del alcohol es
igual a 204 calorías sobre gramo el
calor específico del alcohol que es
punto 58 calorías sobre el gramo grados
celsius y un dato extra que nos dan es
que de alcohol se va se evapora
aproximadamente a 78 grados celsius si
es posible hacer una tabla de datos
sería conveniente nos están dando que la
masa es igual a medio kilogramo lo
pasamos a gramos sería 500 gramos el
caldo latente de vaporización del
alcohol que es igual a 204 calorías
sobre gramo el calor específico del
alcohol que 0.58 calorías entregamos
grados celsius
la temperatura inicial 25 grados celsius
y la temperatura final 383 punto 15
haciendo nuestro esquema nos quedaría de
la siguiente manera tenemos alcohol a 25
grados celsius y lo queremos convertir
en vapor de alcohol hasta 383 punto al
15 y kelvin haciendo la conversión a
grados
me quedaría 110 grados celsius el dato
extra que nos dan que es que el alcohol
se evapora 78 grados celsius lo primero
tenemos que observar es que queremos
aumentar la temperatura de 25 grados
celsius hasta 78 grados celsius por lo
que tenemos que utilizar la relación 1
que es igual al calor específico por la
masa por temperatura finalmente la
temperatura inicial ahora ya tenemos el
alcohol a 78 grados celsius ahora
queremos romper la fase y pasarlo del
líquido a vapor por lo que necesitamos
calor latente de fusión por lo tanto q 2
sería la masa por calor latente de
vaporización ya tenemos el vapor a 78
grados celsius pero queremos aumentar la
temperatura hasta 110 grados celsius por
el que utilizaremos la relación con 3
que es igual al calor específico por la
masa por temperatura final menos
temperatura inicial por lo tanto que al
calor total sería con 1 más q 2 más
cutres
sustituyendo las ecuaciones me quedaría
que el calor total es igual al calor
específico por la masa por temperatura
final menos temperatura inicial más masa
por calor latente vaporización más calor
específico por la masa por temperatura
final menos temperatura inicial
recordemos que primero queremos aumentar
la temperatura para llevar desde 25
grados celsius hasta 78 grados celsius
por lo que el calor específico que es un
dato que nos están dando
que tiene un valor de 0.58
la masa en gramos que será 500 gramos y
la temperatura final en estado líquido
recuerden que la temperatura final es la
que está más a la derecha 78 grados
celsius y la temperatura inicial la que
está más a la izquierda 25 grados
celsius
ya tenemos el alcohol
a 78 grados celsius ahora queremos
romper la fase y pasarlo
del líquido a vapor por lo tanto
necesitamos la masa
que son 500 gramos
y el calor latente de vaporización que
son 204 calorías sobre gramos que es un
dato que nos daban
ya tenemos el vapor a 78 grados celsius
ahora queremos aumentar la temperatura
hasta 110 grados celsius por lo que
necesitamos el calor específico del
alcohol que son 0.58
la masa
en todos los casos fue 500 gramos y la
temperatura final recordemos que la
temperatura final es la que está más a
la derecha y la temperatura inicial la
que está más a la izquierda que son 110
menos 78 grados celsius
realizamos las operaciones necesarias
y me resultaría que el calor total sería
126 1650 calorías
Ver Más Videos Relacionados
Calor específico y calor latente de fusión y vaporización | Física | Khan Academy en Español
Cambios de Fase - Termodinámica | Calor y Temperatura
Calorimetría. Calor y Temperatura. (Teórico)
Calor latente y Calor sensible
Los CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA explicados (con ejemplos)⚛️
La Teoria Cinetico Molecular y los cambios de estado
5.0 / 5 (0 votes)