La Calculadora de Entalpía del Agua mide el cambio total de energía en el agua debido a la variación de temperatura o cambios de fase (como la fusión o la vaporización). Es una herramienta vital en termodinámica. químico Ingeniería, sistemas de climatización y ciencias ambientales. Ayuda a los usuarios a determinar cuánto calor Se absorbe o se libera cuando el agua se calienta, se enfría, se evapora o se condensa.
La calculadora es parte de la Calculadora de transferencia de calor y termodinámica de cambio de fase categoría y es valioso para el análisis de laboratorio, el diseño de sistemas industriales y los cálculos de energía térmica.
Calculadora de la fórmula de entalpía del agua
1. Calor sensible (entalpía en una sola fase)
H = m × c × ΔT
- H = Cambio de entalpía (en julios o kilojulios)
- m = Masa de agua (en kg)
- c = Calor especifico capacidad del agua = 4186 J/kg·°C
- ΔT = Cambio de temperatura = Temperatura final − Temperatura inicial (en °C)
Esta ecuación se utiliza cuando el agua permanece en una fase (sólida, líquida o gaseosa) y solo cambia la temperatura.
2. Calor latente (cambio de fase involucrado)
Cuando el agua cambia de estado (de hielo a líquido o de líquido a vapor), utilice:
Alto = m × Largo
- L = Calor latente (en J/kg):
- Para vaporización (líquido a gas): L = 2,260,000 J/kg
- Para fusión (sólido a líquido): L = 334,000 J/kg
El calor latente se refiere a la energía absorbida o liberada durante las transiciones de fase sin cambio de temperatura.
3. Entalpía total del agua (incluido el cambio de fase y el calentamiento)
Si intervienen tanto el cambio de fase como la variación de temperatura:
Altura total = (m × L) + (m × c × ΔT)
Esto se aplica paso a paso:
- Utilice la fórmula de calor latente cuando el agua cambia de fase
- Utilice la fórmula de calor sensible para los cambios de temperatura antes o después del cambio de fase.
Tabla de referencia rápida
A continuación se muestra una tabla útil para escenarios de entalpía comunes que involucran 1 kg de agua:
| Proceso | Cambio de temperatura | Cambio de fase | Entalpía total (kJ) |
|---|---|---|---|
| Calentamiento de 20°C a 80°C | 60 ° C | n/a | 251.2 |
| Hielo (0°C) a agua (0°C) | 0 ° C | Fusion | 334.0 |
| Agua hirviendo a 100°C | 0 ° C | Vaporización | 2260.0 |
| Hielo a agua a 50°C | Fusión + 50°C | Sí | 334.0 + = 209.3 543.3 |
| Vapor (100°C) a agua a 60°C | -40 ° C | Condensación + refrigeración | 2260.0 + = 167.4 2427.4 |
Esta tabla se puede utilizar para estimar los requisitos de calefacción y las transferencias de energía en procesos térmicos comunes.
Ejemplo de calculadora de entalpía del agua
Supongamos que desea calcular cuánta energía se requiere para convertir 2 kg de hielo a 0 °C en agua a 50 °C.
Paso 1: Derretir el hielo
H₁ = m × L = 2 × 334,000 = 668,000 J = 668 kJ
Paso 2: Calentar el agua de 0°C a 50°C
H₂ = m × c × ΔT = 2 × 4186 × 50 = 418,600 418.6 J = XNUMX kJ
Paso 3: Entalpía total
Total H = 668 + 418.6 = 1086.6 kJ
Por lo tanto, se requieren 1086.6 kJ de energía.
Preguntas frecuentes más comunes
El calor sensible modifica la temperatura del agua sin modificar su fase. El calor latente provoca un cambio de fase (de hielo a líquido, de líquido a gas) sin variación de temperatura.
Sí. La calculadora incluye fórmulas para las tres fases del agua: hielo (sólido), líquido y vapor (gas), incluidas las transiciones de fase.
El agua tiene un alto calor específico, lo que significa que almacena y absorbe más calor que muchas otras sustancias. Esto es crucial para el control climático, los sistemas biológicos y la ingeniería.