Questions: En una paleteria se pretenden preparar 300 paletas de agua, cada paleta tiene una masa de 55 g de agua y, estas se encuentran a 20°C y el refrigerador las congelará a -5°C, calcula la cantidad de calor cedido en calorias que será necesario reducir para que el agua se congele. Debes de tomar en cuenta las constantes dadas en la tabla, debes de escribir el resultado de las unidades como se representan en la tabla.

En una paleteria se pretenden preparar 300 paletas de agua, cada paleta tiene una masa de 55 g de agua y, estas se encuentran a 20°C y el refrigerador las congelará a -5°C, calcula la cantidad de calor cedido en calorias que será necesario reducir para que el agua se congele. Debes de tomar en cuenta las constantes dadas en la tabla, debes de escribir el resultado de las unidades como se representan en la tabla.
Transcript text: En una paleteria se pretenden preparar 300 paletas de agua, cada paleta tiene una masa de 55 g . de agua y, estas se encuentran a $20^{\circ} \mathrm{C}$ y el refrigerador las congelará a $-5^{\circ} \mathrm{C}$, calcula la cantidad de calor cedido en calorias que será necesario reducir para que el agua se congele. Debes de tomar en cuenta las constantes dadas en la tabla, debes de escribir el resultado de las unidades como se representan en la tabla.
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Paso 1: Calcular el calor necesario para enfriar el agua de \(20^{\circ} \mathrm{C}\) a \(0^{\circ} \mathrm{C}\)

La fórmula para calcular el calor necesario para cambiar la temperatura es:

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

donde:

  • \(m = 300 \times 55 \, \text{g} = 16500 \, \text{g}\)
  • \(c = 1 \, \text{cal/g}^{\circ}\text{C}\) (calor específico del agua)
  • \(\Delta T = 0^{\circ}\text{C} - 20^{\circ}\text{C} = -20^{\circ}\text{C}\)

\[ Q_1 = 16500 \, \text{g} \times 1 \, \text{cal/g}^{\circ}\text{C} \times (-20^{\circ}\text{C}) = -330000 \, \text{cal} \]

Paso 2: Calcular el calor necesario para congelar el agua a \(0^{\circ} \mathrm{C}\)

La fórmula para el calor de fusión es:

\[ Q_2 = m \cdot L_f \]

donde:

  • \(L_f = 80 \, \text{cal/g}\) (calor de fusión del agua)

\[ Q_2 = 16500 \, \text{g} \times 80 \, \text{cal/g} = 1320000 \, \text{cal} \]

Paso 3: Calcular el calor necesario para enfriar el hielo de \(0^{\circ} \mathrm{C}\) a \(-5^{\circ} \mathrm{C}\)

La fórmula para calcular el calor necesario para cambiar la temperatura del hielo es:

\[ Q_3 = m \cdot c_i \cdot \Delta T \]

donde:

  • \(c_i = 0.5 \, \text{cal/g}^{\circ}\text{C}\) (calor específico del hielo)
  • \(\Delta T = -5^{\circ}\text{C} - 0^{\circ}\text{C} = -5^{\circ}\text{C}\)

\[ Q_3 = 16500 \, \text{g} \times 0.5 \, \text{cal/g}^{\circ}\text{C} \times (-5^{\circ}\text{C}) = -41250 \, \text{cal} \]

Respuesta Final

La cantidad total de calor cedido es la suma de los tres pasos:

\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = -330000 \, \text{cal} + 1320000 \, \text{cal} - 41250 \, \text{cal} = 946750 \, \text{cal} \]

\[ \boxed{946750 \, \text{cal}} \]

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