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Respuesta:
Explicación:
Las cantidades de calor necesarias para cambiar 1 g de agua de 15°C a 16°C y 1 g de hielo de -10°C a -9°C son diferentes debido a las distintas capacidades caloríficas de las dos fases del agua: líquida (agua) y sólida (hielo). La capacidad calorífica es una medida de cuánto calor se requiere para cambiar la temperatura de una sustancia.
Capacidad Calorífica
Capacidad calorífica del agua líquida (
�
agua
c
agua
): La capacidad calorífica específica del agua líquida es aproximadamente
4.18
J/g
∘
C
4.18 J/g
∘
C.
Capacidad calorífica del hielo (
�
hielo
c
hielo
): La capacidad calorífica específica del hielo es aproximadamente
2.09
J/g
∘
C
2.09 J/g
∘
C.
Calor Necesario para Calentar Agua
Para cambiar la temperatura de 1 g de agua de 15°C a 16°C, usamos la fórmula:
�
=
�
⋅
�
agua
⋅
Δ
�
q=m⋅c
agua
⋅ΔT
Donde:
�
q es el calor agregado,
�
m es la masa (1 g),
�
agua
=
4.18
J/g
∘
C
c
agua
=4.18 J/g
∘
C,
Δ
�
ΔT es el cambio de temperatura (1°C).
Entonces:
�
agua
=
1
g
⋅
4.18
J/g
∘
C
⋅
1
∘
C
=
4.18
J
q
agua
=1 g⋅4.18 J/g
∘
C⋅1
∘
C=4.18 J
Calor Necesario para Calentar Hielo
Para cambiar la temperatura de 1 g de hielo de -10°C a -9°C, usamos la fórmula:
�
=
�
⋅
�
hielo
⋅
Δ
�
q=m⋅c
hielo
⋅ΔT
Donde:
�
hielo
=
2.09
J/g
∘
C
c
hielo
=2.09 J/g
∘
C.
Entonces:
�
hielo
=
1
g
⋅
2.09
J/g
∘
C
⋅
1
∘
C
=
2.09
J
q
hielo
=1 g⋅2.09 J/g
∘
C⋅1
∘
C=2.09 J
Comparación
Calor necesario para calentar 1 g de agua de 15°C a 16°C: 4.18 J
Calor necesario para calentar 1 g de hielo de -10°C a -9°C: 2.09 J
Razón de la Diferencia
La diferencia en las cantidades de calor se debe a la distinta capacidad calorífica de las fases del agua. El agua líquida tiene una capacidad calorífica específica mayor que la del hielo, lo que significa que se requiere más calor para aumentar la temperatura del agua en comparación con la misma masa de hielo para el mismo incremento de temperatura. Esto refleja las diferentes propiedades térmicas de las fases sólida y líquida del agua.