1. Vapor al agua:
- Temperatura inicial del vapor:Aproximadamente 100°C (punto de ebullición del agua)
- Temperatura final del agua:100°C (punto de ebullición del agua)
- Calor latente de vaporización (vapor a agua):L_v =2260 kJ/kg
El calor liberado cuando el vapor se condensa en agua a 100°C viene dado por:
Q_1 =m * L_v
donde m es la masa de vapor y Q_1 es el calor liberado.
2. Agua a Hielo:
- Temperatura inicial del agua:100°C (punto de ebullición del agua)
- Temperatura final del hielo:0°C (punto de congelación del agua)
- Capacidad calorífica específica del agua:c_w =4,18 kJ/kg °C
- Calor latente de fusión (agua con hielo):L_f =334 kJ/kg
El calor liberado cuando el agua se enfría de 100°C a 0°C y luego se congela formando hielo viene dado por:
Q_2 =m * c_w * (100 - 0) + m * L_f
Dado que el calor liberado durante los cambios de fase (vapor a agua y agua a hielo) se utiliza para convertir 100 gramos de vapor en hielo, podemos igualar Q_1 y Q_2:
P_1 =P_2
m*L_v =m*c_w* (100 - 0) + m*L_f
Resolviendo para la masa de vapor (m):
m =(100 * c_w * 100 + 100 * L_f) / (L_v)
metro =(41.800 kJ + 33.400 kJ) / (2260 kJ/kg)
metro ≈ 33,85 kg
Por tanto, 100 gramos de vapor producirán aproximadamente 33,85 kilogramos de hielo cuando se convierta en agua y luego en hielo.
