2 respuestas
a) Si el volumen de tu hervidor es de 300 cm^3 y el agua esta a 22°C para llevarla a 89.7 °C necesitarías entregar energía térmica de acuerdo a :
Q = Ce ( H20) x masa de agua a calentar x( delta t) =
Ce (H2O) = 1 Kcal. / Kg . K ............masa de agua = 0.300 Kg ............(delta t)= 89.7 - 22 = 67.7 °
Q= 1 Kcal/ Kg, K x 0.300 Kg x 67.7 K = 20.31 Kcal. .......llevada a Joules serian = 20.31 Kcal x 1 Joule / 0.00024 Kcal = 84625 Joules.
Luego 84625 Joules / Tiempo = 145 Watts ......................Tiempo que te piden = 84625 J / 145 Watts = 583.62 s = 9.70 minutos aprox.
b) Para calentar el agua ahora hasta 100 °C lo hallarias por:
Q = 1 kCAL./ Kg . °K x 0.300 Kg x ( 100 - 89.7)° = 3.09 Kcal.
c) Si el hervidor trabaja al 60% de la potencia serían....145 x 60/100 = 87 Watts
Luego Tiempo = (3.09 Kcal x 1Joule / 0.00024 Kcal.)/ 87 Watts = 148 seg.
d) Evaporacion durante 15 minutos con una potencia de 87 Watts. Temperatura constante= 100° C = 373 K.
Para evaporar la totalidad de la masa de agua ( 0.300 Kg) sabiendo que el calor de vaporización del agua = 2257 kJ / Kg... necesitaríamos... 2257 Kj / Kg x 0.300 Kg = 677.1 Kjoules.-......o sea Tiempo necesario para evaporacion total = 677.1 KJoules / 87 Watts = 7782.76 segundos.
Luego haces regla de tres... 0.300 Kg / 7782.76 seg. = X / (15 X 60) seg.
X(Kg que se evaporaron durante 15 minutos) = (15 x 60 x 0.300) / 7782.76 = 0.0347 Kg.
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¡Hola Alex!
Al final dice que el hervidor trabaja al 60% de su potencia, pero imagino que será solo para el apartado d)
El calor que desprende el calentador es
Q = P · t · 0.24 cal
Donde P es la potencia medida en vatios y t el tiempo en segundos
Entonces el calentador desprende
Q = 145 · t · 0.24 = 34.8t cal
Se necesita una caloria para elevar un grado la temperatura de un cm^3 de agua. Luego para elevar 300 cm^3 de 22º a 89.7º se necesitan
300 · (89.7 - 22) = 300 · 67.7 = 20310 cal
Luego el tiempo necesario será
t= 20310 cal / 34.8 cal/s = 583.62s = 9min 43.62s
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b)
La cantidad de calorias necesarias es
Q = 300 · (100-89.7) = 300 · 10.3 = 3090 cal
Luego el tiempo será
3090 cal / 34.8 cal/s = 88.79s = 1min 28.79s
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c) Si trabaja al 60% las calorías emitidas por segundo son el 60%
34.8 cal/s · 0.6 = 20.88 cal/s
Y el tiempo necesario será
3090 cal / 20.88 cal/s = 147.99s = 2min 27.99s
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d) El calor de vaporizacón del agua es 540 cal/g
En 15 minutos trabajando al 60% la cantidad de calorías emitidas es
Q = 145 W · 900s · 0.24 cal/(W·s)· 0.6 = 18792 cal
Luego los gramos de aqua que se fusionarán serán
18792 cal / 540 cal/g = 34.8g
Y eso es todo.