14. ¿Cuánto calor es necesario suministrar a 0,5 kg de hielo a -20°C para transformar en vapor a una presión de 1 atm? Considere Ceagua = 1 cal/g°C...

Para calcular el calor necesario para transformar 0.5 kg de hielo a -20°C a vapor a 1 atm, debemos considerar los siguientes pasos:

1. Calentar el hielo de -20°C a 0°C. Para ello, debemos usar la siguiente fórmula:

Q = mcΔT

donde:

• Q es el calor necesario (cal)
• m es la masa del hielo (kg)
• c es el calor específico del hielo (cal/g°C)
• ΔT es el cambio de temperatura (°C)

En este caso, tenemos:

Q = (0.5 kg)(0.5 cal/g°C)(20°C) = 50 cal

1. Fundir el hielo. Para ello, debemos usar la siguiente fórmula:

Q = mLf

donde:

• Lf es el calor latente de fusión del hielo (80 cal/g)

En este caso, tenemos:

Q = (0.5 kg)(80 cal/g) = 400 cal

1. Calentar el agua líquida de 0°C a 100°C. Para ello, usamos la misma fórmula que en el paso 1, pero con el calor específico del agua líquida (1 cal/g°C):

Q = mcΔT = (0.5 kg)(1 cal/g°C)(100°C) = 50 cal

1. Vaporizar el agua líquida a 100°C. Para ello, usamos la siguiente fórmula:

Q = mLv

donde:

• Lv es el calor latente de vaporización del agua (540 cal/g)

En este caso, tenemos:

Q = (0.5 kg)(540 cal/g) = 270 cal

El calor total necesario para transformar 0.5 kg de hielo a -20°C a vapor a 1 atm es:

Qtotal = 50 cal + 400 cal + 50 cal + 270 cal = 770 cal

Por lo tanto, la respuesta correcta es (D).