Respuesta:
Para calcular la cantidad de calor necesaria para este proceso, podemos dividirlo en tres etapas: el calentamiento del hielo hasta que alcance 0°C, la fusión del hielo a 0°C, el calentamiento del agua desde 0°C hasta 100°C y finalmente la vaporización del agua a 100°C.
1. Calentamiento del hielo:
Q = m * c * ΔT
Q = 50g * 2.09 J/g°C * (0 - (-15)°C)
Q = 50g * 2.09 J/g°C * 15°C
Q = 1567.5 J
2. Fusión del hielo:
Q = m * Lf
Q = 50g * 334 J/g
Q = 16700 J
3. Calentamiento del agua:
Q = m * c * ΔT
Q = 50g * 4.18 J/g°C * (100 - 0)°C
Q = 50g * 4.18 J/g°C * 100°C
Q = 20900 J
4. Vaporización del agua:
Q = m * Lv
Q = 50g * 2260 J/g
Q = 113000 J
Sumando todas las etapas:
Q_total = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
Q_total = 1567.5 J + 16700 J + 20900 J + 113000 J
Q_total = 151167.5 J
Por lo tanto, la cantidad total de calor necesaria para pasar 50 gramos de hielo de -15°C a vapor de agua a 100°C es de aproximadamente 151167.5 julios.
