Respuesta:
El proceso que debemos hacer contiene un cambio de estado porque el hielo ha de fundirse y hacerse agua líquida. Dividimos el proceso en tres etapas:
a) Calentamiento del hielo hasta los 0 ºC:
Q_1 = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i) = 500\ g\cdot 0,5\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (0 - (-5))^\circ C = 1,25\cdot 10^3\ calQ
1
=m⋅c
e
⋅(T
f
−T
i
)=500 g⋅0,5
g⋅
∘
C
cal
⋅(0−(−5))
∘
C=1,25⋅10
3
cal
b) Cambio de fase (fusión):
Q_2 = m\cdot l_f = 500\ g\cdot 334\frac{J}{g} = 1,67\cdot 10^5\ JQ
2
=m⋅l
f
=500 g⋅334
g
J
=1,67⋅10
5
J
Convertimos los julios en calorías para que las unidades sean homogéneas:
1,67\cdot 10^5\ J\cdot \frac{1\ cal}{4,18\ J} = 4\cdot 10^4\ cal1,67⋅10
5
J⋅
4,18 J
1 cal
=4⋅10
4
cal
c) Calentamiento del agua hasta los 40 ºC:
Q_3 = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i) = 500\ g\cdot 1\frac{cal}{g\cdot ^\circ C}\cdot (40 - 0)\ ^\circ C = 2\cdot 10^4\ calQ
3
=m⋅c
e
⋅(T
f
−T
i
)=500 g⋅1
g⋅
∘
C
cal
⋅(40−0)
∘
C=2⋅10
4
cal
El calor total será la suma de los calores anteriores: Q_T = 6,125\cdot 10^4\ calQ
T
=6,125⋅10
4
cal
