PROBLEMAS DE CAMBIO DE ESTADO

Para los problemas necesitamos reconocer algunos elementos:

1. Qué material se está analizando: con esto, determinar sus valores de calor específico, punto de fusión y punto de ebullición.
2. De que temperatura inicia el proceso de análisis y en qué temperatura termina: Con esto, verificamos si entre estos dos límites se encuentra el punto de fusión o el punto de ebullición. Para ello, debemos verificar estos valores y determinar si será necesario encontrar el valor del calor latente de fusión o del calor latente de ebullición.
3. Cuántos cambios de estado se van a realizar: En este caso, es para saber si requerimos hacer una suma de dos, tres o más cantidades de calor
4. Que las masas estén en gramos.

Recordar que se calcula, aumento de temperatura y cambio de fase; nuevamente, aumento de temperatura y cambio de fase y finalmente, otra vez, aumento de temperatura.

Como indica el video, el proceso requiere de 5 fases, pero no siempre se utilizan todas.

Se requiere la tabla de calores latentes y puntos de fusión y ebullición. Aquí la dejo:

Por ejemplo, si deseo llevar una masa de acetona a 24°C a 90°C, me doy cuenta de que su punto de ebullición (donde cambia de líquido a gaseoso) está a 56.2°C. Por lo tanto, el problema es de tres pasos:

1. Llevar la acetona de 24°C a 56.2°C
2. Calcular, con el calor latente de ebullición, la cantidad de calor que se requiere para que cambie toda la masa de líquido a gaseoso.
3. Llevar el vapor de acetona desde 56.2°c hasta los 90°C

Se requiere, además de la tabla anterior, la tabla de calores específicos de cada material o substancia. En el siguiente enlace encontrarán esa tabla (el calor específico aparece en la segunda columna, donde dice Kcal/Kg°C):

Tabla de calores específicos

En esa tabla pueden encontrar los valores de los calores latentes de fusión y de ebullición.

PROBLEMAS:

1. Se desea llevar 1200 gr de mercurio a 28°C hasta que alcance su punto de ebullición y se convierta completamente en vapor. ¿Qué cantidad de calor se requiere?
2. ¿Cuántas calorías son necesarias para que 125 gr de agua a 12°C se conviertan en vapor a 150°C?
3. Se tiene una masa de 450 gr de acetona a 24°C y se desea calentar hasta que alcancen 90°C ¿Qué cantidad de calor se requiere?
4. Se tiene una masa de 400 gr de hielo a 0°C y se desea convertirlo en vapor a 150°C ¿Qué cantidad de calor se requiere?
5. Se van a fundir 185 gr de plomo a 23°c, de manera que alcancen 450°C ¿Qué cantidad de calor requiere el proceso?

RETO:

Se tiene una masa de 554 gr de hielo a -35°C y se desean convertir en vapor a 135°C ¿Qué cantidad de calor es necesario?